【保育古生物學系列】
始於殘破不齊的線索 古生物學為生物研究提供嶄新視角
生物的演化歷程，在地質紀錄裡留下許多殘破不齊的線索，結合這些化石紀錄與生態學理論，可以分析特定生物類群的分布情形，並評估其背後的成因。例如以魚類耳石分類為基礎，能重建特定時空的魚類群聚結構，除了可提供親緣關係假說的證據外，也可對物種多樣性變遷等生態問題做出貢獻。
由於古生物學的研究需仰賴分析、比較與量測大量現生生物標本的解剖構造，因此，實驗室分配了一部分能量在蒐集、典藏與製備現生標本，特別是台灣及西太平洋的魚類材料，因此也不乏對現生魚類分類系統的科學貢獻。
筆者近期研究項目亦結合地質與生態保育——利用精確地質定年取得晚近年代樣本，例如海洋岩心標本，用以衡量人為及自然環境擾動對海洋生態魚類群落的影響。另外，應用生物硬組織形態、切片分析技術，及各種地球化學的細微訊號於各類化石標本上，就能夠重現目標物種的族群結構與年齡成長在地質尺度上的變化，並推敲其成因。當然，研究材料不限定魚類，化石及現生生物類群本身就包羅萬象，因此實驗室成員依照其興趣鑽研不同的生物類群，嘗試在現今全球環境變遷背景下，提供嶄新的切入視角。
現在是通往過去的鑰匙 過去也是通往未來的鑰匙
台灣的魚類多樣性與全球相比，約占10%的物種數，這是由於台灣四面環海，海岸線長且包含多種不同地形，因而形成特殊的海洋生態環境——北部多礁岸、南部有珊瑚礁生態系、西部淺海以砂泥底質為主，而東部則有陡峭的海底地形，擁有深海魚類相。除此之外，位於亞熱帶的台灣，接收了來自較高緯度的溫帶魚類，與全球多樣性最高的珊瑚大三角（印度洋和太平洋交匯區域）熱帶魚類，因此能在極小的地理區裡同時見到複雜的魚類相。
但從化石紀錄來看，目前多樣性並不特別突出的地中海地區，在中生代至新生代早期卻是海洋生物熱區；反而是印度－西太平洋的海洋生物，直到漸新世－中新世以後才逐漸豐富起來。換句話說，從地質尺度觀之，遠古的台灣、甚至印度－西太平洋地區的海洋生物多樣性，並非一直都如現今這般存在如此高的物種數。
上述生物相在地理分布上的轉變，雖然目前已有古生物及分子生物的證據支持，但很多細節卻不甚清楚；例如：各個不同生物門類是否同步？過程為何？以及更重要的，西太平洋的古生物多樣性基準為何？等等更深入的問題尚待釐清。
在我們嘗試以科學角度回答以上問題時，沉睡在岩層中的化石標本往往可提供最佳的證據。當然，對於現存的生物生態及地球環境要先有深入的了解，才可能正確詮釋化石樣本所隱含的資訊，正如查爾斯．萊爾（Charles Lyell）所謂的：「現在是通往過去的鑰匙」（The present is the key to the past）。
同樣地，地球漫長的歷史，經歷很多我們現在無法直接觀察的事件，有些提供極端環境、氣候變遷之下生物與生態的反應；有些則與我們可預見、即將發生的未來相似，因此提供了非常珍貴的參考基準。這些事件隱含各式各樣環境與生物之間的故事，故事的縮影就深藏在岩層之中；因此，我們研究古生物的科學家也能說：「過去是通往未來的鑰匙」（The past is the key to the future）。有效利用這些資訊預測、管理與決策，能幫助我們在各種不同情境下度過生態系面臨的危機，這是古生物學對人類社會發展層面重大的貢獻之一。
儘管樣本取得困難 化石研究仍具研究潛力
台灣出產的各類化石中，海洋魚類化石並不是最受矚目的類群，完整的骨骼化石不僅罕見，而且標本常因保存狀況不佳，很難進一步分析研究。
目前台灣有正式紀錄的兩件硬骨魚骨骼化石，皆由台灣大學動物學研究所陶錫珍老師命名，分別是高雄甲仙晚中新世的曾氏金梭魚，及嘉義牛埔早更新世劉氏大眼鯛。筆者實驗室中尚有許多待研究的標本，有些來自博物館館藏，有些來自民間蒐藏家長年累積的成果。由於這類化石的埋藏條件特殊，對風化作用也很敏感，所以相較世界其他地區，台灣產出的數量可說相當稀少，因此研究古魚類多樣性，一直以來都有「樣本取得困難」的根本性問題及其伴隨的觀念，沒辦法蓬勃發展。
其實，研究台灣魚類化石的精彩之處，並不在於保存特別好的化石精品，而是其無法預料的古生物多樣性，以及位處西太平洋亞熱帶的特殊地理位置；在全球尺度的視角下，這個區域的海洋化石大概只能在台灣找到。
台灣的海洋化石研究，過去因研究尚未齊全，一切都很新穎、許多領域都屬未知。以魚類化石來說，儘管完整樣本極為罕見，但身體部位的小化石如軟骨魚牙齒、硬骨魚硬棘和耳石，在台灣各年代的西部麓山帶海洋沉積物，由北到南皆有豐富的產出。究竟這些化石所代表的古魚類多樣性存在什麼秘密？假使我們能夠辨識這些小化石，就可以重建當時的魚類物種多樣性及豐度了！當然，沉積物裡包含的各種生物遺骸，透過相同方法，好比乘坐時光機閱覽在時間堆疊中的岩層扉頁，讓我們藉以回到過去、看見當時自然環境中的生物群聚。
由此可知，台灣的化石極具研究潛力，許多好標本常常隱身在博物館、收藏家的典藏裡，因此交流與分享是很重要的一環。即使化石本身殘缺不全，或是僅為生物體的部分小殘片，都有其價值；化石紀錄的斷簡殘篇，經由古生物學家慢慢地拼湊，方可詮釋出故事。
古生物學研究工作看似幾分浪漫，實則有嚴謹的科學理論依據；長期堅實訓練的付出，再連結到研究內容及方向上的思考，常是許多人忽略的一面。期望藉由引介台灣魚類化石研究現況，以及後續一系列更詳細的專文描述相關研究，能促進讀者對本土化石的認識、提升古生物研究質量，也可視為筆者未來相關研究工作的開端。
參考資料
- Lin, C.-H.*, Chien, C.-W., Lee, S.-W., Chang, C.-W.*, 2021. Fossil fishes of Taiwan: a review and prospection. Historical Biology 33(9): 1362–1372.。
- 林千翔，2019。沉積物中的時空膠囊─魚類耳石。科學月刊（Science Monthly），591期第46–51頁。
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