古生物科普（付費）

體色對於動物的行為、生理、以及棲息環境都有著重要的作用，這在哺乳類動物當中自然也是如此。 現今的哺乳類擁有著豐富的體色與圖樣，然而我們對於生存在中生代的早期哺乳形類體色樣式卻知之甚少。 為此近期一項研究分析了中國東北出土的六種中生代哺乳形類 Mammaliaformes 體色，這六種動物的時代跨度從侏儸紀中期至白堊紀早期，長達4,000多萬年，可以很大程度的彌補哺乳類動物早期體色演化的空缺。

蛇頸龍目 Plesiosauria 是中生代非常具有代表性的一群海洋爬行動物，其演化歷史從三疊紀開始一路延伸到白堊紀大滅絕，前後長達1億4千萬年。 蛇頸龍目的化石在全球各地都有發現，分佈非常廣泛，也有極為豐富的物種多樣性。牠們的典型特徵有著長脖子、緊湊的軀幹以及鰭狀的四肢。 然而牠們的實際形象人們卻一直都不清楚，尤其其他海洋爬行動物類群幾乎都已經重建出相對完整的外觀，更顯得蛇頸龍目在相關研究上的稀缺。 這主要是因為蛇頸龍目的化石雖然很多，但關於軟組織的化石卻很稀少，到目前為止僅有8副相關標本被描述。 新標本MH 7復原圖 圖源：Joschua Knüppe

紐西蘭地圖，可見其領土主要由南北兩座大島組成（圖片來源：NordNordWest，採用  CC BY 4.0  授權） 紐西蘭是一個島國，主要分為兩座主島，分別是南島和北島，這兩座島嶼由於與其他陸地已經有5200萬年沒有接壤，所以在紐西蘭上有著非常獨特的生態系統。 其中最顯著的差異就是在紐西蘭上的大型脊椎動物幾乎都是由鳥類組成。除去人類與其引入的外來種，紐西蘭上的原生哺乳類就僅有短尾蝠科這一群獨特的蝙蝠存在，因此在紐西蘭的生態系統中鳥類佔據了極其重要的地位。 紐西蘭的鮮豔松露狀真菌 真菌是除植物、動物以外另一群常見的真核生物，這個家族有酵母菌也有黴菌，除此之外還有一群真菌長著肥大的子實體，這些真菌通常被稱為蕈類，我們平常吃的各類菌菇就屬於此類。 紐西蘭有著豐富的真菌資源，這些真菌有著肥大的子實體、松露狀的形態、與非常鮮豔的顏色。

生物的演化速度能有多快？這一直都是科學家很好奇的問題，尤其當演化速度牽扯到滅絕事件後，生物填補生態空缺所需的時間時，這個問題就又更顯得重要了。 地球自古生代開始之後總共出現過五次大滅絕事件，其中第三次大滅絕，發生在約2億5千190萬年前的二疊紀—三疊紀滅絕事件 Permian–Triassic extinction event 簡稱P-Tr 是最嚴重的一次。在這一次滅絕事件中海洋生物至少有80%以上的物種徹底滅絕，由於整個生態系統被破壞的徹底，所以在過去研究人員通常認為海洋生物要花費極為漫長的時間才能復原到原本的生態多樣性，而這個時間被定為1000萬年。 在後續的挖掘中，人們發現了幾個物種豐富的海洋生態化石點，這些化石的年代最早可以追溯到大滅絕發生後的300萬年，因此關於動物演化速度與生態填補的能力評估，這幾年都一直在調整。

伯格曼法則是一個用來歸納恆溫動物體型變化的規律，該法則顯示出恆溫動物的體型會受到緯度或者海拔影響，同一類恆溫動物會隨著緯度或海拔的升高而增大體型。比如北極熊體型就比其他熊更大，另外企鵝亦是如此，生存地點越靠近極地的企鵝體型往往也越大，甚至於人類也有此現象。 卡爾·喬治·盧卡斯·克里斯琴·伯格曼 Carl Georg Lucas Christian Bergmann（1814年5月18日—1865年4月30日）柏格曼法則的發現者（圖片來源：University Archives Rostock， CC0 1.0  公共領域）

中新世（約2300萬至530萬年前）是目前地球上最後一個的溫暖時期，自中新世晚期開始經過上新世（約530萬至260萬年前）直到更新世的冰河時期（約260萬年前至現在尚未結束）這段時間地球的年均溫幾乎都在下降中，因此對中新世時期生態的研究可以有效銜接地球自溫暖時期到現代這段期間的生物演化過程。 在這次研究中，研究團隊重點分析存在於中新世晚期至上新世黑海北部的 三趾馬動物群 hipparion fauna 中各類哺乳類動物的飲食習性，以此來了解現代哺乳動物群與當時哺乳動物群的飲食差異在哪。 在中新世中期之前，全球的溫暖環境以及雨量充沛的氣候滋養著東歐地區的森林，使得當地有著極為多樣且廣泛的森林系統。當時東歐存在的是 安琪馬動物群 Anchitherium fauna 。然而隨著時間進入中新世中晚期，全球氣溫開始降低，降雨量也在日漸縮減，東歐大片的森林逐漸被分割，草原逐漸取代森林，安琪馬動物群也開始消退。到了中新世晚期森林已經退縮到僅限於河谷周圍，其餘地方則成為與現今東非大草原類似的稀樹草原，與此同時三趾馬動物群取代安琪馬動物群成為黑海北部的主宰。

白堊紀晚期由於海平面較現代高的多，因此地勢相對較低的歐洲在當時被海洋分割成擁有無數島嶼的群島，而這樣的環境也讓歐洲形成獨特的生態系，由於島嶼生態系通常受到生存環境狹小、資源有限等因素的限制，所以體型較大的動物往往會衍生出較小的體型來適應環境這種現象被稱為島嶼侏儒化。 比如台灣黑熊就比大陸上的亞洲黑熊要小的多 與此相對應的體型較小的物種因為在島嶼上受到的競爭壓力較小，掠食者也比較缺乏導致體型會變大，這被稱為島嶼巨型化，比如渡渡鳥就比其近親要大的多

羽毛是現代鳥類飛行以及保暖的關鍵，這樣的結構目前我們已經在鳥類的古代近親，多種非鳥恐龍身上發現，除此之外甚至是遠親翼龍身上亦有羽毛，在這些生物上羽毛展現出多種多樣的形態，有結構單純的絨羽，也有展現出複雜形式的飛羽，而在這些羽毛形態中，正羽的演化非常關鍵，後來的飛羽以及尾羽等都是正羽的其中一類。 正羽 正羽指的是由羽軸以及羽片所組成的羽毛，羽片由大自羽軸兩側生長量羽枝組成，羽枝兩側又延伸出羽小枝，羽小枝外側再伸出羽小勾，這些鉤子相互勾住，才使得羽枝能緊密排列成為羽片。 羽小勾（圖片來源：smartneddy，採用  CC BY-SA 3.0  授權）

海豚類 Delphinida 是現存鯨下目 Cetacea（包含所有鯨魚跟海豚）當中最繁盛的族群，其比例將近鯨下目物種一半（我自己統計的結果撇除掉有爭議物種，現存的90個物種當中有44種屬於海豚類）關於海豚類能夠如此繁盛的原因似乎與海豚類早期的成員肯氏海豚屬 Kentriodon （被認為可能是現生海豚的祖先類群）有關。肯氏海豚屬出現在約2000萬年前，並且直到約1130萬年前才徹底消亡，依目前的化石紀錄顯示牠們的生存範圍幾乎達到全球分佈，該屬底下還有數個有效物種跟數個尚未描述的未定物種，可以說肯氏海豚屬不管在多樣性、分佈範圍還是時間延續上都是一個非常成功且廣泛的類群。

（圖片感謝John Sibbick提供） 早在19世紀末，科學家就開始探索前寒武紀（寒武紀以前）生命的存在，首次埃迪卡拉紀的化石描述也可追溯到那個時期，但當時的發現並未引起廣泛關注，許多古生物學家不願接受前寒武紀存在大型生物（肉眼可觀察到之生物）的觀點，故顯生宙的定義上是以寒武紀作為開篇。達爾文曾在《物種起源》中提到一個問題，為何寒武紀會出現物種大爆發，這是讓人難以置信的現象，他曾提出前寒武紀的化石缺失可能出自人為紀錄上的疏漏，而非當時真的沒有大型生物的存在。 於1930至1940年代，在納米比亞和澳洲挖掘出較為複雜的埃迪卡拉紀生物化石，然而初期被認為屬於寒武紀化石。直到1958年，在英國中部，位於確切為前寒武紀地層中發現了廣泛分布的查恩蟲（ Charnia ）、倫吉蟲（ Rangea ）化石，並在隔年，馬丁·格拉斯納（Martin Glaessner）提出了「埃迪卡拉動物群」的概念，才逐漸改變了人們原先對這時期無大型生物的認知。埃迪卡拉紀的化石稀少有很重要的原因是該時期的許多動物還沒有演化出硬組織，如外殼、骨骼，而全身都是軟組織要形成化石的機會

Sanfordiacaulis densifolia （圖片來源：Tim Stonesifer/Gastaldo RA et al，採用  CC BY 4.0  授權） 最早的維管束植物出現於約4億2千萬年前的志留紀晚期，而具有木質結構的樹則大約至3億8千萬年前的泥盆紀中晚期演化出來。泥盆紀中晚期存在的古代蕨類有瓦蒂薩屬（ Wattieza ）、古蕨屬（ Archaeopteris ）、蘆葉屬（ Calamophyton ）等等，高度都不亞於現今的裸子植物與被子植物的木本物種，以瓦蒂薩蕨類來說高度可達8至10公尺。 古代樹化石的發現證據建立於當時的土壤壓痕遺留下來的印痕化石，有的則是礦化的樹樁本身，不過這些發現在石炭紀以前都非常的稀少，不少實體化石即便留有樹幹，也缺少根部與冠部。直到之後的早石炭紀後期樹木的數量才逐漸增多，且多有保留根部與冠部。接近這時期的孢子植物、裸子植物由於化石樣本豐富，有足夠的數據提供我們瞭解以及重建古生代後期的森林可能樣貌。

矮暴龍復原圖 (圖片來源：Nobu Tamura，採用  CC BY-SA 4.0  授權) 蘭斯矮暴龍 Nanotyrannus lancensis ，命名於1988年，是一種相對於暴龍而言，體型偏小的暴龍科成員，而這也是其“矮”暴龍的得名由來，其體長約5公尺多，體重在一至二噸之間。 儘管從體型與一些形態上的細節看，矮暴龍都與暴龍都有一定差距，但矮暴龍是否有效的爭論卻從未停止。這主要是因為矮暴龍的發現地點與生存時間完全與暴龍重疊，並且目前發現的所有矮暴龍標本全部都是亞成體（青少年），而暴龍則正好幾乎沒有亞成體的標本，加上形態細節上的差異可以使用個體差異與生長發育階段不同的論點來解釋，所以有不少科學家認為矮暴龍就是暴龍的亞成年個體。最後在2020年隨著新研究的發表，矮暴龍正式成為無效分類，其底下所擁有的標本亦全數成為暴龍亞成年標本。

寒武紀大爆發（圖片來源：Smithsonian Institution， CC0 1.0  公共領域） 在動物的演化史中，寒武紀大爆發堪稱其中最重要、最引人入勝的時期。大爆發的發現源於早期對地層化石的研究，當時人們驚訝地發現，寒武紀地層中突然出現了大量豐富多樣的動物群化石，與前一時期的地層相比，這是一個極其戲劇性的轉變，也展開了顯生宙時代。早在18世紀，古生物學家威廉·布克蘭就曾談論過這一現象，連達爾文在《物種起源》中也提到，他對這一時期動物物種大量擴增的情況感到不解。 寒武紀早期的化石特徵顯示，動物的對稱性、肢體結構、內臟結構等更加細緻，更貼近現代動物的形態。一些物種的體型也呈現增大的趨勢，生態系統逐漸變得更加複雜，開始出現鑽入泥沙的穴居動物。此外，具有硬組織（如骨骼、外殼等）的動物數量增加，有助於化石的保存。痕跡化石也顯示出動物活動、棲息所遺留的痕跡比先前紛繁。現今有非常多的動物門（animal phyla）可能都是起源於寒武紀，因此有不少寒武紀之後出現的動物能夠被安排在與現今動物有關的歸類中，甚至是該類別中的幹群。

卡布里耶生物復原圖（圖片來源：Christian McCall ，採用  CC BY 4.0  授權） 化石庫是留存豐富生物化石的沉積岩床，也時常保有動物的軟組織化石，由於生物物種豐富，因此可以窺探該地區當時的古生物生態系。現今所發現的寒武紀至奧陶紀化石庫幾乎都是當時熱帶與溫帶氣候的區域，而古生代早期極圈以內的化石庫出土甚少，因此到此我們對於寒武紀—奧陶紀的極圈生物生態瞭解不多。 這次在法國南方的黑山發現了早奧陶紀的化石庫，在奧陶紀時期地理位於南極圈之內，稱作卡布里耶生物群（Cabrières Biota）。該區域在早奧陶紀是毗鄰岡瓦納大陸的一片南極海域，地層為蘭德伊蘭層（Landeyran formation），屬於奧陶紀的弗洛期，此地層呈現的是當時的離岸海洋生態。

麥克雷暴龍復原圖 (圖片來源：Sergei Krasinski，採用  CC BY 4.0  授權) 暴龍是目前所發現有史以來的最大陸地掠食動物，其兇猛、強悍的形象深深的烙印在每個人的心中，而暴龍作為白堊紀末期的北美霸主，其受到的關注度自然非常多，加上相對而言保存的更好、更多的化石，這使得暴龍成為非鳥類恐龍當中了解最透徹的恐龍之一。 然而古生物學界卻一直找不到暴龍的演化軌跡，儘管在數百萬年前的北美同樣生活著數種暴龍科（暴龍科包含範圍最廣，暴龍族次之，暴龍屬最小），但研究的結果卻顯示出牠們都是與暴龍關係較遠的旁支，反倒生存在亞洲的特暴龍 Tarbosaurus 與諸城暴龍 Zhuchengtyrannus 與暴龍本尊有著更近的關係，也因此在過去一直有一個假設，認為暴龍的祖先是來自亞洲的新住民，牠們擊敗生存在北美的遠房親戚並佔據這塊土地，最終在白堊紀末期成為史上最強悍的陸地掠食者，恐龍王朝最後的霸主。

似暴龍發現地點 似暴龍的生存年代（白稜製作） 似鳥龍類是一群特殊的獸腳類恐龍，牠們頭部比例很小，外型有點像長尾巴的鴕鳥，且通常表現出植食性的特徵，而這一群特別恐龍在白堊紀有著很高的多樣性，不過關於牠們早期的演化歷程，我們的了解程度卻不高。 近幾年，隨著化石挖掘工作的展開，研究人員發現日本福井的北古層當中有很多來自不同個體的似鳥龍類化石，在經過比較之後發現這些化石共同擁有一些形態特徵，而這些特徵在以往發現的似鳥龍類當中並不存在，因此說明了這些化石屬於一個全新的分類單元，在2023年研究人員經過描述與系統發生分析之後，這些化石被命名為一個新的屬種。

劍齒虎亞科 Machairodontinae 是一群已經滅絕的貓科動物，牠們曾經分佈在除澳洲、南極等區域以外的大陸上，生存時間延續了一千六百多萬年，直到約一萬年前才全數滅絕，作為最廣為人所知的古生物類群之一，關於劍齒虎生態的研究也一直受人所重視，尤其劍齒虎在各生態系幾乎都扮演頂級掠食者的角色，其在調控生態平衡上有著非常重要的作用。 頂級掠食者對於食物的偏好選擇往往對於其他食肉動物與雜食動物的食物獲取來源有著重要的影響，但過往對於劍齒虎相關方面的了解卻很稀少。 其中有的人認為因其過於特化延長的犬齒，而使劍齒虎不願意或無法將獵物屍體上的肉剔除乾淨，甚至會放棄大部分的軟組織。也有另一部分人認為劍齒虎有能力完全的處理這些獵物他們在對處理硬物的能力可能與獅子相當而遠高於獵豹。 如果能確定劍齒虎的偏好，那對於了解當時其他動物的可使用資源有著重要的作用，而這其中還包含著使用石器的古代人類。

螽斯的生態復原圖(楊定華繪製提供) 聲音的傳遞是現今動物溝通中最常使用的方式之一，使用聲音進行溝通對於很多動物的生存至關重要。在現今利用聲音進行溝通的動物廣泛存在於昆蟲與脊椎動物之中，這些動物的聲音溝通有著多種多樣的用途從交配、示警到資源位置的分享等，這些不同的用途讓聲音溝通有著非常高的多樣性與複雜性，因此了解動物聲學的演化非常的重要。 但是由於動物器官要成為化石非常不容易，這導致了對於研究動物聲學最為重要的發聲器官與聽覺器官的化石數量非常有限，所以對於這方面的研究與了解一直處於不足的狀態。 螽斯是一群擁有著高度多樣化的鳴叫昆蟲，其利用前翅互相摩擦發出聲音，並依靠前肢的聽覺器官來接收聲音，螽斯在中生代有著非常多的化石紀錄，因此要研究動物聲學，螽斯會是較理想的研究對象。

湖北鱷濾食復原圖（感謝Shunyi Shu & Long Cheng, Wuhan Center of China Geological Survey提供） 現代海中大型濾食性動物如鬚鯨與鯨鯊等分別以不同的方式進行濾食，鬚鯨的濾食結構是由上顎皮膚所特化形成的鬚鯨板，成分與我們的毛髮、指甲都是由特定的角蛋白組成；而鯨鯊的牙齒非常細小，主要則透過特殊的鰓弓結構來過濾海水小型生物。你可曾認識過恐龍時代的海中濾食動物呢？在過去如晚侏儸紀的厚莖魚類（Pachycormiformes）就是一個例子，牠們與現代鯨鯊類似，都是將一群獵物吞入之後，再將海水從魚鰓排出。 布氏鯨鯨鬚板（圖片來源：SSR2000，採用  CC BY-SA 3.0  授權）

雅尾鵷鶵復原圖（圖片來源：Luxquine，採用  CC BY-SA 4.0  授權） 許多鳥類鮮豔誇張的外表對於生存並沒有多大的幫助，色彩鮮艷易於遭受天敵的發現，長贅的羽毛容易成為逃生的絆腳石。然而這些特徵在現生鳥類中屢見不鮮，你可能會認為這樣的狀態為何沒有從演化歷史中淘汰卻綿延不絕。原因在於這現象並非天擇所帶來的結果，而是性擇。性擇是在異性擇偶下，選擇了吸引自己目光的對象繁衍下一代，即便對象是個天擇上的失敗者。大自然中更適合生存的個體對一個族群來說並非總是迷人的，生存上的優勢面臨擇偶上的弱勢也是枉然。那些美麗高雅的鳥類能生存至今是天擇與性擇平衡之下所帶來的演化產物。