提到生物分類的概念時，有說到一個自然的分類單元，應該要是單系群。 也就是該分類底下物種共有一個祖先，且這個祖先的所有後代都屬於該分類。 那地球上所有現生生物也是一個單系群嗎？ 雖然目前沒有直接的化石證據可以證明，不過理論上是的，這個單系群的最早成員，也就是現代所有生物的共同祖先就被稱為：最後共同祖先。 暱稱：露卡（last universal common ancestor 縮寫LUCA） 目前推測露卡出現在約42億年前，並在隨後分化出細菌與古菌等生物，然後逐漸演變成現今地球上的所有生命，但有一點要注意的是，露卡很可能並不是最早的生物也不是當時的唯一一種生物，只是其他生物最終都滅絕，而沒有傳承下來，露卡自己本身也有祖先，但因為不是現代生物“最後”的共同祖先，因此不會被算進現代生物的單系群內。 在一項研究當中研究團隊比較了350細菌以及350種古菌的基因，尋找他們的共通點以此推斷出露卡可能擁有哪些基因，並且判斷露卡於何時分化。 以下是目前對露卡的一些推斷。 1. 研究顯示露卡擁有比過往認為還要龐大的基因組，能編碼至少2600種蛋白質，與現代的原核生

在《地層學-古生物學入門（三）》一文當中提到了一些關於地層的鑑定，即岩石地層、生物地層與年代地層，而文中所提到的放射性同位素定年法則為主要鑑定地層年齡的手段。 因其定年為直接確定一個時間段因此被稱為絕對定年 然而放射性定年法卻會被一些條件所限制住，從而導致在很多地層當中放射性同位素定年法並不適用，因此在該文中同樣有提到的“以化石定年”就成為一個很重要輔助方式。 所以這次白稜就來好好講一下化石定年的運作機制以及常被用做定年工具的生物類群：牙形石 Conodont 吧。 為何需要化石定年？ 放射性同位素定年法利用岩層中部分原子同位素的衰變產物推斷岩層年齡，依照同位素與衰變產物的比例便可以推斷出一個大致準確的時間範圍，這種類型的定年法依照同位素的不同又分成多種定年法，其中地層上常用到的定年法有鈾鉛定年法、銣-鍶定年法、鉀氬定年法等，然而這些定年法卻往往都有一個限制：要用火成岩才能得到精確的結果。 這就導致除非該地層曾經有火山噴發，否則只能很粗略的估算地層年齡，這個時候化石定年就可以派上用場了。 指標化石 通常被用作定年的化石會被稱為指標化石 index

這次來講講演化停滯吧。 不知道各位有沒有曾經看過一些梗圖，內容說著像鱟、腔棘魚等一類生物經過數億年都沒有演化云云？這類生物就被一部分科學家認為是演化停滯的案例，而這種情況在化石紀錄中其實很常見。 現生腔棘魚物種印尼矛尾魚的標本（圖片來源：Claudio Martino，採用 CC BY-SA 4.0 授權） 人們常常發現某類化石可以延續很久的時間，有的長達數千萬年而有的甚至超過億年，但這類情況在演化框架下是很不尋常的，因為在演化論當中演化應該是一個持續且緩慢的過程，並不會停滯不前，為此研究人員針對演化停滯是否存在展開爭論，有的人認為演化停滯只是假象，也有人嘗試建立新的理論來證明演化停滯。 三種選擇 大部分人小時候應該都有學過，演化的進行主要由兩個因素所共同推動，一個是基因突變，另一個則是自然選擇。突變是隨機的，選擇卻不一樣，只有不阻礙生存的突變才能一直存續下去，研究人員在描述自然選擇時，創建了一套模型，並在該模型內使用三種模式來歸納自然選擇對生物族群造成的影響。 紅色曲線代表原本性狀的分佈範圍，藍色則為經過選擇之後的分佈範圍，由上而下分別是定向選

系統發生樹（圖片來源：Liang L et al，採用 CC BY 3.0 授權） 生物的系統發生樹（phylogenetic tree），又稱演化樹，是一種用來描述生物演化關係的圖形模型。它通過分支結構展示特定物種從共同祖先演化而來的過程。每個分支點代表一次演化分歧的發生，系統發生樹的根部代表的是所有該群物種的共同祖先，而越接近樹冠的分支則代表越後期的物種。過往的系統發生樹以生物物種間的形態、樣貌差異多寡作為參考基準，但隨著分子生物技術的發展，現代生物往往利用基因的DNA序列作為演化親緣關係的主要參考資料。由於古生物保留至今的線索多以化石形式呈現，因此古生物的系統發生樹則依舊以生物形態、樣貌來建立，並利用最大簡約法（maximum parsimony）找到最可能的系統發生樹。 DNA序列要如何建立系統發生樹？ 要建立一群物種的演化關係，代表這群物種之間一定有某些共同的特點，而且這個特點在不同物種間都存在些微差異，就是藉由這個差異的多寡來認定牠們的親緣關係。 以一個假想基因A為例，不同物種間的基因A的DNA序列差異如下: 物種1: CAGTCGA

卡爾·林奈（圖片來源：Alexander Roslin，CC0 1.0 公共領域） 最近正好看到一些關於學名更動的事件，所以就想到我們好像還沒談過關於學名使用的一些情況，所以這次就來稍微說明一下吧，說不定以後會提到。（也有可能不會） 首先是基本觀念（忘記之前入門文章有沒有講過，這邊再提一次）學名只能是拉丁文，沒有所謂的中文學名，所有中文名稱都是俗名，另外自屬以下階級的學名書寫上要使用斜體。 這裡目前只講物種的學名，那麼如果還記得林奈二名法的話應該會知道，物種學名是由兩個部分組成的，分別是屬名跟種小名。（隨性的我會使用種名來稱呼種小名）例如麻雀的學名 Passer montanus ，其中 Passer 是指麻雀屬， montanus 就是它的種小名。 屬名不只是物種學名的組成部分，同時也是屬層級的學名，而種小名則不一樣，種小名不會單獨存在，而是搭配著屬名一起出現，所以這裡首先就產生第一個問題，也就是各個物種的種小名可以跟其他物種重複，但屬名不行跟其他屬的屬名重複，因為一旦屬名重複，則單講屬這個層級時就會出現歧義，所以不同屬共用屬名是不允許的，而種

馳龍的顱骨（圖片來源：AS，CC0 1.0 公共領域） 埃及棘龍的顱骨（圖片來源：AS，CC0 1.0 公共領域） 古生物學的主要研究對象多以恐龍為主，其骨骼結構也是化石的重要研究對象。因此我對獸腳亞目恐龍的顱骨做了粗淺的整理。大家大致認識牠們的顱骨結構後，往後提到哪種骨骼，也比較容易吸收相關的資訊。 Premaxilla（前上頜骨）：上頜最前端的一對骨骼，通常有牙齒附著。人類的前上頜骨已經與上頜骨融合。 Maxilla（上頜骨）：形成口腔上部的主要一對骨骼，附著大部分的上排牙齒。 Nasal bone（鼻骨）：一對長條形的骨骼，相當於人類的鼻梁。 Lacrimal bone（淚骨）：一對位於鼻骨後方、眼眶前內側的骨骼。 Orbit（眼眶）：放置眼睛的空腔。 Prefrontal bone（前額骨）：位於淚骨與額骨之間的一對骨骼。許多四足動物都有前額骨，但哺乳動物已無前額骨。 Frontal bone（額骨）：一對頭頂前側的骨骼，相對於人類涵蓋額頭的一塊骨骼。許多脊椎動物的額骨為一對對稱骨，但人類的已融合成一整塊。 Sclerotic...

在人類歷史的大部分時間，區分生物的方式往往是使用特徵來區分，比如有翅膀的歸一類，有鰭的歸一類，這種區分方法可以快速的依照不同生物的表徵進行分類，很有效率。 但隨著近百年來演化學的蓬勃發展，科學家們發現這種傳統的分類方法存在明顯的問題。 演化這個概念出現之後，每個物種之間親近與否不再是看外表來決定，而是血緣關係，加上有趨同演化，與平行演化的情況存在，如果繼續使用傳統的分類方式，將無法正確顯示出每個物種之間的關係，因此研究人員建立了一個新的分類法，也就是系統分類學。 系統分類學的目的在於正確的表達生物之間的親緣關係和演化歷史，因此系統分類學有著一套更加嚴謹的分類方法。 對於現代生物，人類可以直接利用其基因來分析判斷各個物種之間的關係，但對於無法獲取到基因資訊的古生物又要如何研究？其實除了用基因來判斷之外，也可以利用大量的解剖特徵建立資料庫與其他的物種進行比對，再依照比對結果判斷誰跟誰的關係比較近。 以鯨魚為例： 鯨魚有哪些特徵？ 魚型的軀體 水平的尾鰭 胎生 會哺乳 沒有鱗片的皮膚 沒有鰓而是用肺呼吸 較高的代謝速度 然後再將鯨魚的這些特徵與硬骨魚和

痕跡化石（Trace fossil） 痕跡化石保留了過去生物活動過的痕跡，例如腳印、抓痕、咬痕、覓食的痕跡、巢穴、糞便等。痕跡化石大部分不容易被察覺，早期有很多條狀的痕跡化石一度被誤認為是海草或某種蠕蟲的化石，有不少恐龍足跡也被當作是由某種大鳥所留下。現代的痕跡化石研究主要是德國考古學家阿道夫·塞拉赫（Adolf Seilacher）做為開端，他依據行為建立了痕跡化石的分類方法，他也發現配合沉積岩特性能瞭解痕跡化石當時所處的環境。隨著痕跡化石的研究與日俱增，逐漸瞭解痕跡化石能透漏不少的訊息，因此有了痕跡化石學（ichnology）這門學科。 物種會以界門綱目科屬種進行分類，而痕跡化石也有相對應的分類系統，分類層級如痕跡屬（ichnogenus）、痕跡種(ichnospecies)等，因此每個痕跡化石都有自己專屬的學名。其命名與分類方式是依據痕跡化石本身的特性，而對留下該痕跡的生物完全沒有關聯，有很多痕跡化石甚至不知道是什麼物種留下來的。像是有著U形鑽洞痕跡的Arenicolites（圖一）的命名來源是沙蠋屬（Arenicola）的環節動物，但兩者

生命的起源 目前根據C12/C13的比例推測地球最早出現生命跡象的時間約在37億年以前（始太古代，Eoarchean），但非常有可能更早在冥古宙（Hadean）就有出現類似生命的物質。生命如何出現一直以來都是個有趣的主題，有不少人曾為生命起源提出各種假說。有人認為生命誕生的來源是地球之外，因為在隕石和彗星上存在少許的甲酸、醛類、乙炔等有機物，且彗星也將水攜帶至地球，才讓生命有適當的環境萌芽，然而這論點並未受到普遍承認。而在1996年，NASA在艾倫丘陵隕石84001上發現類似細菌的化石與有機物的痕跡，因此有人支持胚種論（Panspermia），猜想微生物存在於宇宙各個角落，藉由隕石或彗星等天體將生命帶至行星上，雖然此假說爭議性更大，但也讓大家以不同的觀點去思考生命的起源。現今較為普遍被認可的假說是由俄國科學家亞歷山大·奧巴林（Alexander Oparin）與英國科學家J. B. S. 霍爾丹（John Burdon Sanderson Haldane）巧合之下各自提出。他們認為生命一開始是一連串的有機化學反應，地球本身存在基本的簡單有機分子，

化石的形態、結構與功能 當我們看著現今的生物，會對牠們的外觀產生好奇。為何長頸鹿脖子這麼長？為何孔雀有著又長又美的尾羽？為何蜜蜂腹部有一根針用來防禦？這些生物我們可以親自接觸牠們來了解其形態、結構與功能。而古生物學家面對化石時也一樣會對化石上的生物外觀有著好奇心。有些古生物的形態在現今生物身上完全找不到類似的樣貌，這更引發人想去瞭解當時有甚麼機會與環境塑造了這樣形態的生物。化石上的生物形態是唯一一個讓古生物學家瞭解該生物的資訊來源，但光靠形態就提供了不少訊息。如果化石夠完整，我們可以從中充分得知生物的物種分類、個體差異、演化樹甚至行為以及其過去的生態地位。 一個物種間的個體差異 以我們人類做例子，我們每一個人的外貌都是獨一無二的，其他生物也是如此。因此在觀察化石形態時也需要將物種的個體差異參考進去，以免發生同一物種卻誤認為不同物種。以下描述了個體差異的幾種情況： 1.個體多樣性：除了同卵雙胞胎以外，一個物種間每個個體都有些許的差異性，而這樣的差異性來自個體有著部分不同的DNA序列或者表觀遺傳等。個體多樣性也是推動演化的重要因素之一（圖一）。...