【鯨彩一生】藍鯨祖先初登場:烏瑪鯨的發現 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

【鯨彩一生】藍鯨祖先初登場:烏瑪鯨的發現

2015年06月16日
作者:蔡政修(紐西蘭奧塔哥大學地質系博士生)

藍鯨(學名為Balaenoptera musculus),目前生活在世上最龐大的動物。目前最大隻藍鯨的正式紀錄為S. Risting(瑞斯丁)於1922年在捕鯨歷史(Av Hvalfangstens Historie,原文為挪威文)一書中所記載的30公尺,約10層樓的高度!

因為他們如此巨大的體型,也因此讓人想要去瞭解他們到底是什麼時候開始住在大人國(Brobdingnagian,格列佛遊記Gulliver’s Travel裡的大人國)的世界裡,也試著瞭解他們到底是具備了什麼神奇魔力可以讓他們變得如此巨大。

藍鯨空照圖,邊有一艘賞鯨船,可以大概感受到藍鯨的巨大!圖片來源:2014 Handbook of the Mammals of the World. Vol. 4. 

鬚鯨如何鯨吞?

鬚鯨(Mysticeti),他們和齒鯨(Odontoceti)不一樣的地方就是他們長大後沒有牙齒,而是利用鯨鬚片(baleen)當作他們獵取食物的工具。現生的鬚鯨大致上有3種不同的攝食方式。

  1. 像是藍鯨這一家族(鬚鯨科Balaenopteridae)的鯨吞方式(gulp feeding)。就是嘴巴可以張很大,然後一口吃進很多海水和小魚小蝦。
  2. 弓頭鯨(Balaena mysticetus)家族(露脊鯨科Balaenidae)的濾食方式(skim feeding)。他們會嘴巴張的開開的(沒有像藍鯨家的人一樣張的那麼開就是了),然後往前游,讓海水和食物不斷地進到嘴巴中。
  3. 灰鯨(Eschrichtius robustus)家族(灰鯨科Eschrichtiidae)的吸食方式(suction feeding)。他們主要在海底進食,嘴巴張開的時候會用力一吸!將躲在海底的一些小動物(像是甲殼動物的端足類amphipod)吸進嘴巴裡(大概就像我們在喝湯的時候一樣)。

有了這3種主要攝食方式的區別後(值得注意的是,這不是絕對的,在不同的狀況下,鯨魚也是可以切換模式),我們就可以沿著藍鯨家族鯨吞方式的這條線索,試著尋找這最大動物的起源。

世界上最大的一塊骨頭

我們雖然無法直接觀察到這些早期鯨魚(化石)的攝食方式,不過,藉由功能形態學(functional morphology),我們可以利用鯨魚化石的結構來尋找最早使用鯨吞方式的鯨魚。功能形態的意思大概就是:構造不一樣,可以做的事情不一樣。就像我們人類有手指頭可以拿筷子吃飯,但是鯨魚的手指頭都被埋在他們的「鰭」裡,故鯨魚就沒辦法用手拿筷子吃飯。

由於鯨魚生活在海裡,加上他們龐大的身軀,我們目前還是沒有完全瞭解他們在吃東西的時候,嘴巴裡結構運作的方式(這一領域最近也引起了不少注意,試著去解開他們進食的秘密。像是J.A. Goldbogen(格德博根)團隊於2012年在功能生態學期刊Functional Ecology,或是2013年在生物學通訊Biology Letters的一些研究文章)。

而這3種不同的鬚鯨家族,有著不一樣的骨骼結構,所以藉由鯨魚化石的形態,可以試著推斷早期的鯨魚是利用這3種攝食方式的那一種,又或是使用和現在完全不同的方式。

下顎骨(mandible),也就是我們的下巴,在吃東西的時候,佔有非常重要的角色。在閱讀這篇文章的同時,大家可以做個小小的測試:將手指頭輕輕地放在上嘴唇,頭和手指頭都不動,張開嘴巴假裝開始吃東西(恩,如果手邊有食物也是可以直接吃啦!),會發現在吃東西的時候,只有下巴在動!

藍鯨下顎骨,。作者攝於美國華盛頓DC史密遜自然史博物館(National Museum of Natural History, Smithsonian Institution)。
於美國華盛頓DC史密遜自然史博物館(National Museum of Natural History, Smithsonian Institution)的藍鯨下顎骨。圖片來源:蔡政修。

下顎骨不只在吃東西的時候扮演了重要的角色,鯨魚(藍鯨)的下顎骨也是世界上最大的單一塊骨頭,所以也就大概不難想像當鯨魚利用他們的下顎骨在吃東西的時候,可以產生多大的威力。而不同攝食方式的鯨魚也有著不同形態的下顎骨,所以利用下顎骨的構造差異,就有機會可以讓我們試著尋找藍鯨家族獨特的攝食方式的起源,也同時一窺這世上最大動物的源起。

烏瑪的奇怪胸骨

藍鯨家族和另外兩大鬚鯨家族(露脊鯨科和灰鯨科)在下顎骨最主要的差異就是冠狀突(coronoid process)的有無及其形狀。藍鯨家族都有很明顯的冠狀突,但露脊鯨科和灰鯨科基本上都沒有明顯的冠狀突。

所以,我們大概就有個概念,知道要從哪邊下手去找藍鯨家族的起源,但這樣陳述較為簡化,不過基本上是這樣的方向,雖然還有其他重要的骨骼結構是我們需要考慮的。

烏瑪鯨(Horopeta umarere。烏瑪來自uma的音譯,胸骨的意思)就大致是在這樣的邏輯下所命名的一種新鯨魚(這是我論文的一部分,2015年已發表在哺乳動物演化學期刊Journal of Mammalian Evolution)。

烏瑪鯨保存的化石狀況。已發表於哺乳動物學演化期刊(Journal of Mammalian Evolution, 2015 The earliest gulp-feeding mysticete (Cetacea: Mysticeti) from the Oligocene of New Zealand)。
烏瑪鯨保存的化石狀況,已發表於哺乳動物學演化期刊。圖片來源:The Earliest Gulp-Feeding Mysticete (Cetacea: Mysticeti) from the Oligocene of New Zealand

烏瑪鯨學名的組成Horopeta umarere都是使用毛利語(Maori)。Horopeta在毛利語中為「吞」的意思,意指像是藍鯨家族裡那樣的鯨吞攝食方式。umarere是由兩個毛利詞所組成的,uma為胸骨(sternum或是chest bone),而rere是指很奇怪的意思,所以umarere指出烏瑪鯨有著非常奇怪的胸骨。

烏瑪鯨大約生活在2500至2700萬年前的紐西蘭附近,目前只有一件標本,而這一隻烏瑪鯨身長大約為6到7公尺(大約和彼得潘鯨魚差不多大)。

藍鯨家族是所有不同的鯨魚家族中(包含化石和現生),多樣性最高的1個家族之一!悠游在200多萬年前台灣海域的台灣鯨魚也是藍鯨家族的一員。但是我們目前對於他們藍鯨家族史的起源還是所知不多,而烏瑪鯨在目前所有的化石來看,非常有可能是藍鯨家族的老祖先!

一新物種的發現常常是可遇不可求的,而如果這新物種又可以在生命的演化史中填上一個人們渴望已久的空缺,那真的是會讓人做夢也會笑?不過,解讀新物種在生命演化史中的地位時,還是需要非常的小心,因為可能會不自覺地掉入我們想要解釋的那個方向,而曲解了新物種真正的歷史地位。

另一方面,從挖掘圖來看,大概也可以感受到當時挖掘烏瑪鯨的狀況,挖出了一個洞穴!一開始只有在岩壁上看到一點點化石的痕跡,然後沿著露出來的化石,一路往裡挖,前後約花了一個禮拜的時間,終於將烏瑪鯨順利安全地從野外帶回學校的實驗室中。

左邊為烏瑪鯨的挖掘情況,右邊為烏瑪鯨清修後的狀況。圖片來源: The earliest gulp-feeding mysticete (Cetacea: Mysticeti) from the Oligocene of New Zealand。

而烏瑪鯨是在1988年(距離現在已經27年!)由我在紐西蘭的指導教授R.E Fordyce(福代斯)當時挖到的化石。但是卻遲遲沒有時間、經費及人力可以完成烏瑪鯨的研究,而我很幸運也很高興地可以來到紐西蘭完成烏瑪鯨的清修工作,並且終於在今年正式將烏瑪鯨命名為一個新的鯨魚物種。

在台灣的「地底下」,還有許多未知的新物種等待著我們去挖掘,並將他們呈現在大家的面前,來完整地了解台灣的生命演化歷史。

作者

蔡政修

2004年參與了轟動一時的抹香鯨解剖,從此墜入了鯨魚的世界。從事鯨魚化石及演化的研究,陸續到世界各地看鯨魚標本,寫論文之餘書寫科普文章,讓大眾更進一步的瞭解鯨魚及演化的魅力。