2022年12月4日 星期日

如果恐龍沒有滅絕,它們今天會是什麼樣子?

6,600萬年前的一場小行星撞擊,永遠改變了地球生物的命運及發展。一百億顆原子彈爆炸威力導致大量煙塵長期遮蔽天空,植物光合作用停擺,草食性動物大量死亡,接下來的食物鏈崩潰,使90%以上的物種都消失,而當時的地球霸主恐龍,除了僅餘少數的鳥類外也都滅絕了。不過這個災難性事件也使倖存下來的哺乳動物蓬勃發展,演化成包括人類祖先的小型原生動物

讓我們想像一下,如果沒有那場小行星災難,恐龍沒有滅絕,在月球上插上旗子的會是高度進化的迅猛龍嗎?恐龍科學家能不能發現相對論?這聽起來像俗套的科幻小說,但涉及了進化的哲學問題:人類的存在是偶然的,還是智能工具使用者的進化是不可避免的?

大腦、工具、語言和大型社會團體使我們成為地球上的主導物種。現在地球上有80億智人,如果以重量計算,人類比所有野生動物都多。而人類改造了地球上一半土地來養活自己,所以說像人類這樣的生物是註定要進化

在1980年代,古生物學家 Dale Russell 提出了一個有趣的思想實驗,食肉恐龍進化成智能工具使用者。這種「恐龍人」(Dinosaurid)有顆大腦袋,有左右手對稱的拇指,可以直立行走。

恐龍人©Dale Russell & Ron Séguin/Canadian Museum of Nature via Naish & Tattersdill, Canadian Journal of Earth Sciences, 2021

這不是不可能的,但也是不可能的。動物的生物學特性制約了其進化的方向。譬如如果你在大學輟學,你可能不會成為腦外科醫生、律師或NASA的火箭科學家,但你可能會成為一名藝術家、演員或企業家。我們在生活中所走的道路打開了一些門,也關閉了另一些門,在進化中也是如此。

巨型恐龍和哺乳動物的時間示意圖©Nick Longrich

想像一下,恐龍從侏羅紀開始,長鼻龍、雷龍、梁龍(Diplodocidae)、腕龍(Brachiosauridae)、馬門溪龍(Mamenchisauridae)和泰坦巨龍(Titanosauria)等,進化成30-50噸的巨獸,長達30米,和藍鯨一樣大,有大象的10倍重。肉食性恐龍也一再進化出巨大達十米長、數噸重的捕食者。一億多年來,巨龍類、異龍類、獰龍類、新鱷類到暴龍類,都進化出了巨大的頂級捕食者。從解剖學上來看,高強度-重量比的空心骨、新陳代謝等,都是讓它們以空前絕後方式大型化的因素。

恐龍、哺乳動物和鳥類大腦容量與身體質量的關係©Nick Longrich

在恐龍生存期間,它們的大腦的確有逐漸增加的趨勢。侏羅紀時代的恐龍,如異龍、劍龍和腕龍的大腦都很小,到了白堊紀晚期,也就是 8,000 萬年後,暴龍和鴨嘴獸已經進化出更大的大腦。但儘管體積龐大,霸王龍的大腦仍然只有400克重,迅猛龍只有15克,而人類大腦平均重量則為1.3公斤。

隨著時間推移,恐龍進入新的生態環境,小型食草動物更加普遍,鳥類也更多樣化,後來演化出長腿形式動物,顯示腳程較快的捕食者和它們的獵物間有一場追逐賽。恐龍的生活型態也越來越複雜,它們開始過群居生活,並進化出角,用於戰鬥和展示。然而,恐龍的進化似乎只是在重覆產生體型巨大,但大腦很小的草食或食肉動物。

如果沒有小行星的介入,恐龍在一億年的生存史上幾乎不會發生什麼根本性的改變,它們很可能仍然繼續是超級巨大的長頸草食動物與肉食動物,或許會進化出稍大的大腦,但沒有證據顯示它們會進化成天才,不過哺乳動物也不可能取代它們,因為恐龍壟斷了環境資源。直到小行星撞擊地球,此後哺乳動物在不同的限制下,從未發展出超級巨大的體型,但卻進化出較大的腦。虎鯨、抹香鯨、須鯨、大象、豹紋海豹和猿猴都進化出巨大的大腦(和人類一樣大或更大)。

時至今日,少數恐龍的後代,烏鴉和鸚鵡等鳥類雖然擁有稍微複雜的大腦,會使用工具、說話和計數,但是只有像猿猴、大象和海豚這樣的哺乳動物,才進化出最大的大腦和最複雜的行為。恐龍的滅絕是否使哺乳動物必然演化出高智力?答案是否定的。

靈長類動物的進化史顯示我們的進化並不是必然的。在非洲,靈長類動物的確進化成了具有大腦袋的猿人,並且在700萬年裡產生了現代人類。但其他地方的靈長類動物卻走向了不同的道路。靈長類至少曾在5,500萬年前、5,000萬年前和2,000萬年前三度到達北美洲,但它們並沒有進化成能製造核子武器和手機的物種,相反地,它們因不明原因滅絕了。而猴子在3,500萬年前到達南美洲後,也只衍生出更多的猴類物種。

但是在非洲,而且只有在非洲,或許是因為當地動植物群、或地理環境,或氣候....等各種因素,使猿人的進化朝陸生、大型、腦大、能使用工具的靈長類動物,而人類的進化似乎就是機會與命運的中獎組合。

Nicholas R. Longrich, Senior Lecturer in Paleontology and Evolutionary Biology, University of Bath

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