科學人 發行日期:2012/12 刊號:130
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企鵝的演化

撰文/佛岱斯(R. Ewan Fordyce)、賽普卡(Daniel T. Ksepka) 翻譯/王心瑩

這群不會飛的鳥,卻能游泳、潛水!企鵝是如何演化而來?

重點提要
■企鵝是很不可思議的鳥類,牠們不能飛行,卻是游泳和潛水專家。
■長久以來,演化生物學家一直很想知道,企鵝如何演化出這些奇怪的特點?有些種類又如何能克服南極的惡劣寒冷環境?
■近來對化石的一些研究,終於讓研究者能夠拼湊出企鵝的演化歷史,顯示出能讓牠們抵禦寒冷的一些特點,其實是在溫暖環境下演化出來的。
■雖然企鵝順利挺過6000萬年來的氣候變遷,但牠們的適應能力可能無法應付現今的暖化狀況。

南極洲進入11月,冰原逐漸融化。過不了多久,帝王企鵝就會群起出海捕魚。值此南國的夏日時分,牠們會游進嚴寒的南大洋,潛入超過450公尺深的海洋深處,搜尋魚類、烏賊和磷蝦大快朵頤,以準備踏上前往內陸的長征,抵達冬天的繁殖地。等到出發的時刻來臨,牠們會跳出水域、回到冰上,於是在海與冰之間的那段短暫時刻,是唯一一段時間能讓企鵝體驗到大多數鳥類視為理所當然的行為:在空中飛行。

的確,帝王企鵝和其他企鵝都是很奇特的鳥類。牠們像所有鳥類一樣,擁有羽毛、翅膀、嘴喙,也會產卵,不過企鵝又展現出另一些特點,使牠們很明顯有別於其他有羽毛的同類:牠們的翅膀已演化成鰭肢以便游泳;如同註冊商標的晚禮服羽色可提供偽裝效果,以躲避來自上方與下方的掠食者;緻密的骨骼可為潛水時提供「壓艙物」;粗短的雙腳可在水中操控身體的行進方向,也讓牠們在陸地上搖搖擺擺走得好可愛(也可以有效節能)。多虧有這些特點,企鵝才能征服海域,而且有許多種類(包括帝王企鵝)能夠克服地球上最嚴酷的環境之一。

長久以來古生物學家一直很想知道,這些奇特的鳥類究竟何時演化出來?又是如何擴及整個南半球?而過去10年間研究化石所得的新發現,有助於重建出企鵝的演化歷程。結果發現,企鵝的許多特點是在很溫和的環境中形成的,而非人們想到企鵝時總會聯想到的惡劣、酷寒環境,但是有那樣的演化史,並不能讓企鵝面對未來的暖化氣候時提高存活的機會。由上述的新發現可以清楚看出,企鵝有這樣的生物特質和地理分佈,反映出過去數千萬年來大陸漂移、氣候變遷和天擇之間的複雜交互作用,也凸顯出面對快速的氣候變遷效應,現代的企鵝是很脆弱的。

大滅絕的倖存者

科學家在150多年前就找到企鵝化石,但早期發現的多半只是殘餘碎片,無法為企鵝的來歷提供太多訊息。最早鑑定出來的企鵝化石只有一塊骨頭,是由不知名的毛利人在紐西蘭的石灰岩中採得的。化石最後到了英國解剖學家赫胥黎(Thomas Henry Huxley)手中,他鑑定出這塊碎片是一種已經滅絕企鵝的踝骨,牠的體型比帝王企鵝還大,而帝王企鵝已有將近90公分高、40公斤重,是現今最大的企鵝了。赫胥黎將之命名為南極古冠企鵝(Palaeeudyptes antarcticus),學名意為「南方的古代善潛者」。隨後的幾十年間,又有更多的巨型企鵝化石在紐西蘭和其他地方出土,但都和赫胥黎鑑定的踝骨一樣是零星碎片,很難判別。科學家依然困惑,很想知道這些巨型企鵝如何生活、為何走向滅絕,又在較大的企鵝演化圖像中居於何種地位。

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