一具鸚鵡螺化石 26 年來一直被錯誤解讀成最古老的章魚

來自美國伊利諾州馬孫溪化石庫（Mazon Creek Lagerstätte）的一件化石，馬孫溪波爾蛸（Pohlsepia mazonensis），曾經被視為已知最古老的章魚，還一度將整個章魚類群的起源時間往前推了超過 1.5 億年，不過隨著分析技術的進步，這個結論逐漸出現了動搖的跡象。

馬孫溪波爾蛸化石標本 PE51727，對半切（圖片來源：Clements T et al. (2026)，採用 CC BY 4.0 授權）

這件化石是位於石炭紀晚期（約 3.11 億至 3.06 億年前）地層的鐵質結核中被發現。當時研究者根據其外觀，描述為看似章魚形態的生物，有囊狀的頭部與外套膜、對稱的鰭狀結構、成對的「眼點」，以及被解讀為腕與觸手的構造，而且它似乎完全缺乏內殼或外殼，這與現代章魚的形態高度重疊。讓人自然聯想到原始的深海章魚類群，並迅速被納入八腕目（Octopoda）動物演化樹的重要位置，成為分子鐘研究的校正點。

但這個解釋從一開始就存在疑問，許多所謂的「章魚特徵」，其實建立在對模糊輪廓的詮釋之上。這類來自馬孫溪化石庫的化石，多半是軟組織在礦物結核中留下的二維痕跡，形態通常不清晰，容易受到保存過程影響。後續研究有學者發現這個化石缺乏章魚的典型特徵，例如吸盤排列、觸手細部結構，連被視為「眼睛」的區域，也沒有發現與黑色素相關的微結構，這些特徵在其他頭足類化石中其實相當常見。

真正的轉折是來自一系列更精密的分析技術，這次研究團隊使用同步輻射微型 X 射線螢光分析（synchrotron micro-X-ray fluorescence，µXRF）、掃描電子顯微鏡、微電腦斷層掃描（micro-CT）以及多光譜影像，重新檢視這件化石的細節。這些方法的優勢在於能夠穿透表面，揭露肉眼無法辨識的結構與化學元素分布，讓原本模糊的輪廓獲得深入的解讀。

利用微電腦斷層掃描虛擬重建的標本樣貌，口部以紫色顯示（圖片來源：Clements T et al. (2026)，採用 CC BY 4.0 授權）

同步輻射微型 X 射線螢光分析化學元素分佈，銅（紅色）、砷（黃色）和鐵（藍色）（圖片來源：Clements T et al. (2026)，採用 CC BY 4.0 授權）

其中在口部區域辨識出齒舌（radula）的存在，齒舌是具有整齊牙齒排列的帶狀構造，是軟體動物的特徵。透過元素分布的高解析度掃描，研究者確認這個化石擁有至少 11 個齒舌構件，包含中央齒、側齒與邊緣齒等結構。這一點意義重大，因為齒舌的形態在不同頭足類之間擁有高度分辨的價值。

齒舌（圖片來源：Clements T et al. (2026)，採用 CC BY 4.0 授權）

當這些齒舌特徵與現生、化石頭足類比較時，其齒舌排列並不符合章魚或其他現代軟體頭足類（如魷魚、烏賊）的模式，反而與鸚鵡螺類（nautiloid）更為接近。鸚鵡螺基本上有較多的齒舌構件，而這件化石的缺失部分，很可能只是保存過程中未被保留下來，因此推測這是一種已腐敗的鸚鵡螺類生物。

這具化石的重新定義徹底改變了原本的演化位置與八腕目祖先出現的時間推估。過去之所以認為章魚起源於古生代，很大程度仰賴這一件化石作為證據。而這個基礎被移除，整個時間框架又回到與其他證據一致的狀態，也就是章魚類群大約在侏羅紀才開始出現。這讓分子鐘的推估更加合理，也屏除了系統發育偶爾會出現的誤導情況，也就是單一化石就讓一整個生物類群的演化歷史被過度往前拉長。

化石的外觀，有時候並不能直接反映生物原本的形態。這件標本中許多被解讀為腕、鰭或眼睛的構造，其實可能只是腐敗過程中的產物。例如鰭的構造可能只是頭部肌肉或消化腺在死亡後分解形成的輪廓；眼點則可能是沉積物填入後形成的凹陷。這些誤判來自對顏色與形狀的直觀解讀，而非結構性的證據。

此外，這個化石缺乏殼體的現象，也提供了關於死亡與保存過程的線索。鸚鵡螺類通常有氣室殼，在死亡後可能會浮於水中，隨著軟組織腐敗逐漸分離，最後沉降至海底，因此軟體與殼體分離是一種合理的情境。只發現到軟組織化石很容易被誤解為無殼的生物。

當時場景的復原圖（圖片來源：Franz Anthony，採用 CC BY 4.0 授權）

馬孫溪化石庫之所以能保存這類軟組織，是因為當時大量含鐵沉積物快速掩埋生物，並在腐敗過程中形成碳酸鐵結核，將軟組織封存其中。這種保存方式與常見的磷酸鹽礦化不同，讓某些原本難以保存的結構得以留存。保存品質也會受到埋藏速度、環境化學條件等因素影響，導致同一類生物的化石可能呈現截然不同的樣貌。

科學知識並不是一成不變的，即使是一件被寫進教科書的經典案例，只要有新的證據與方法，現有的定義就可能被推翻。從「最古老的章魚」轉變為「一具腐敗的鸚鵡螺」，對整個頭足類演化歷史的重新校準，逐步逼近事實的樣貌。

作者：水也佑

參考文獻：

Clements T et al. (2026). Synchrotron data reveal nautiloid characters in Pohlsepia mazonensis, refuting a Palaeozoic origin for octobrachians. Proc Biol Sci.