揭開遠古世界神秘面紗 台灣首次發現的鳥類恐龍化石 | 環境資訊中心

揭開遠古世界神秘面紗 台灣首次發現的鳥類恐龍化石

【保育古生物學系列】

2021年04月20日
文:蔡政修(台灣大學生命科學系、生態學與演化生物學研究所、動物博物館)
編按:台灣發現首件鳥類恐龍化石的研究,由蔡政修老師於2021年4月14號公開發表於Journal of Ornithology(鳥類學期刊)上,讓台灣的鳥類化石紀錄刷下歷史新頁。

鳥類多樣性豐富的台灣竟沒有化石紀錄?

台灣的野外觀鳥活動或鳥類生態研究,可謂相當成熟。長期累積的研究、調查資訊,除了有諸如《台灣鳥類誌》的出版,去年也首次發表了「2020台灣國家鳥類報告」,記載了超過600種的台灣鳥類、其中約30種為特有種,顯示看似面積不大的台灣,卻擁有極高的鳥類多樣性,同時提供生態與演化相關研究的豐富題材。

台灣擁有如此豐富的鳥類多樣性,確實讓人感到驚艷與驕傲。不過,這並非是突然間蹦出來的,而是有著久遠的起源與演化歷程。但檢視台灣目前所有以化石所奠基的古生物學研究成果,卻是連一件鳥類化石的紀錄都沒有,等同掛零。

沒有任何的化石紀錄,台灣鳥類多樣性的起源與演化,基本上就是處於一片未知的狀態,尤其是特有種鳥類。因為在分類上,台灣特有種,代表除了台灣、目前全世界其他地方都沒有分布;應該是在遠古的某個地質時間裡,以另外一個身份來到台灣,而後漸漸地在台灣的生態環境下演化(隔離演化)成了另一個不同的物種,例如印在千元大鈔上的帝雉(或稱黑長尾雉,學名:Syrmaticus mikado)。

收藏超過20年化石標本重新被看見 成為台灣第一筆鳥類化石發表紀錄

我從日本搬回台灣後,在台灣大學生命科學系建立起古脊椎動物演化及多樣性實驗室,並踏上在台灣各地野外尋找化石的旅程,希望有機會藉此找到台灣的鳥類化石。另外,因緣際會下,也聯繫上著名但低調的化石收藏家——侯立仁,多次深入洽談論及台灣古生物學相關研究後,侯立仁拿出了一件收藏超過20年,在台南發現的鳥類化石標本,並將該標本捐贈給學校實驗室裡的典藏系統從事相關研究,促成了後續的研究成果及論文發表。

令人興奮的是,台灣的鳥類化石紀錄從此不再是一片空白。此化石發現於更新世(Pleistocene)地層,大約生存在40到80萬年前,其研究成果已在2021年4月14日正式發表在目前歷史最悠久、1853年創刊的鳥類學國際研究期刊Journal of Ornithology(鳥類學期刊)。


台灣的鳥類化石紀錄發表於鳥類學國際研究期刊:Journal of Ornithology。圖片來源:Tsai and Mayr 2021

跗跖骨形態特徵是鑑定出雉科家族的關鍵

這一件化石標本確實沒有很完整,只保存了左腳跗跖骨(解剖學上的英文名稱為tarsometatarsus)遠端的一部分,但整體的關節面形態都保存的相當完整,足夠讓我們進行後續的形態分析與比較研究。經檢視其化石形態,即使此一標本能觀察到的結構並不多,但其中一個特徵卻提供了極為關鍵性的訊息:跗跖骨遠端中間的第三滑車和上部的接合面為不對稱,可讓我們據以發表:此一鳥類化石標本,是隸屬於雞形目(Galliformes)的物種。


台灣第一次發現的鳥類化石標本(最左邊)和三種台灣本土的大型雉科鳥類的骨骼形態比較,依序為:帝雉、藍腹鷴、環頸雉的左腳跗跖骨(tarsometatarsus)。圖片來源:Tsai and Mayr 2021

更進一步的,雖然台灣所知的鳥類物種超過600種,但雞形目在台灣的原生類群中也只有雉科下(Phasianidae)的七種:帝雉(Syrmaticus mikado)、藍腹鷴(Lophura swinhoii)、台灣竹雞(Bambusicola sonorivox)、台灣山鷓鴣(Arborophila crudigularis)、環頸雉(Phasianus colchicus)、小鵪鶉(Synoicus chinensis)、鵪鶉(Coturnix japonica)。再加上我們手上的跗跖骨化石標本有著遠端滑車的構造,其間距都不大、第二滑車有向足底面彎進來等形態特徵,都清楚的指出此化石標本是雉科家族的一員。

在這次的研究過程,雖然所能掌握到的化石部位非常有限,只有左腳跗跖骨遠端的一小段,但藉由深入的骨骼形態分析、研究,我們仍然奇蹟般的將這個握在手上都可能不小心滑落、看似不起眼的化石標本判定為雉科的物種。有趣的是,如果大家有機會實際看到化石標本,應該都會感到它真的是不可思議的小:長約2公分、寬約1公分,但這樣的尺寸在台灣雉科成員裡,卻是屬於非常大的跗跖骨,讓我們又可以進一步的將眼前的化石標本,更聚焦在帝雉、藍腹鷴、環頸雉等這三種台灣目前最大型的雉雞群。


台灣首次發現鳥類恐龍化石的原始標本,標本下方為比例尺,可以清楚的感受到原始標本的大小。圖片來源:台灣大學古脊椎動物演化及多樣性實驗室。

就目前我們所能找到僅有的一件、不完整的鳥類化石標本,能將其分類鎖定到帝雉、藍腹鷴、環頸雉這類群的可能性裡,某種程度上可謂到達極限了。但由化石所引領的古生物學研究,讓人著迷的是——在遠古時期,例如此標本物種所存在的40萬到80萬年前,還有其他大型雉類、但目前已消失的物種嗎?別忘了,更新世時期的台灣,可是擁有更大型的陸域動物,例如本「保育古生物學」專欄所曾提到的古菱齒象或豐玉姬鱷,只是目前已經滅絕了。 

古生物學研究那看似不起眼、不完整的化石,所能講述出來的演化歷程或其古生態重建等故事,或許一開始很有限,但隨著化石標本一件件的累積、研究成果一篇篇的發表,許多原先令人意想不到的、能顛覆我們原有想法的發現,就會一個接一個的呈現出來,就好比本文標題「台灣首次發現的鳥類恐龍化石」,大概會讓許多人覺得不妥、甚至覺得有錯。

古生物學研究改寫對於恐龍演化的認知 揭開更多遠古世界的神秘面紗

事實上,古生物學近數十年來的研究成果已不斷地改寫我們對於恐龍演化的認知,目前在古生物學界給予恐龍的定義是——已滅絕的三角龍與現生的麻雀,兩者最近的共同祖先和其所有的後代,都是恐龍。換句話說,現生鳥類中的麻雀,也屬於目前定義中的恐龍。所以,台灣首次發現的鳥類化石紀錄,說是台灣首次發現的鳥類恐龍化石、或是更直接的表達為台灣首次發現的恐龍化石紀錄,也不會有問題。

或許有人會覺得這看似在玩文字遊戲,但身為古生物學家的我,除了希望呈現出鳥類確實就是貨真價實的恐龍之外,我也理解大多數人都對於「恐龍」一詞較敏感,所以真心希望能藉由台灣首次發現的鳥類恐龍化石,引起更多人重視、關注台灣的古生物學研究。因為台灣看似地理面積不大,但如果真的到野外尋找化石,會發現我們腳底下所隱含的古生物學研究的可能性和潛力,遠比我們所能想像的要高得多,只等著我們投注更多心力和資源去探索這一片未知的遠古世界。

參考資料:

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登

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。