演化生物學

Homo 人屬的演化與遷徙 從非洲走向世界的歷程 ⬤前言 人類的演化是一段跨越數百萬年的旅程，從非洲起源，逐步擴展至全球各地。 透過化石與基因的研究，我們得以拼湊出人屬物種之間的演化關係與遷徙脈絡。 本文將從最早的人屬「巧人」談起，依序介紹匠人、直立人、海德堡人、尼安德塔人、丹尼索瓦人與智人，並簡要說明他們的發現、命名、遷徙與互動。 ⬤巧人：人屬的起點 約200萬年前，非洲出現了最早的人屬物種——巧人（Homo habilis）。 巧人擁有較大的腦容量，開始製作與使用簡單石器。 1960年，路易斯與瑪麗·李奇（Leakey）在坦尚尼亞奧杜瓦伊峽谷發現其化石，並於1964年由古人類學家路易斯·李奇等人命名為「巧人」，意指「善於使用工具的人」。 巧人被視為人屬的起點，是匠人的祖先，開啟了人類演化的長程。 ⬤匠人：早期人屬的多樣性 匠人（Homo rudolfensis）與巧人同時期出現，部分學者認為是另一獨立物種，但也有研究指出匠人可能是由巧人演化而來。 匠人顱骨較大，臉部特徵與巧人不同，代表早期人屬的多樣化發展。 其化石於1972年在肯亞圖爾卡納湖附近由理查·李奇（Richard Leakey）團隊發現，並於1978年由蘇聯古人類學家阿列克謝·羅森諾夫（Valery Alexeev）命名。 匠人可能是直立人的祖先，顯示人屬在非洲已有多條演化支線。 ⬤直立人：第一批走出非洲的人屬 約180萬年前，直立人（Homo erectus）出現在非洲，可能是由匠人演化而來。 他們是第一批離開非洲、遷徙至歐亞大陸的人屬物種。 1891年，荷蘭解剖學家尤金·杜布瓦（Eugène Dubois）在印尼爪哇島發現其化石，並於1894年命名為「直立人」，因其直立行走的體態特徵。 直立人在亞洲留下豐富化石紀錄，如中國的北京人與印尼的爪哇人。 ⬤海德堡人的遷徙與分化 ●海德堡人的起源 留在非洲的直立人族群，逐漸演化為海德堡人（Homo heidelbergensis）。 1907年，德國海德堡大學的教授奧托·紹滕薩克（Otto Schoetensack）在德國曼海姆附近發現其下顎骨，並以海德堡命名。 海德堡人腦容量更大，工具使用更進步，是後續人屬物種的關鍵祖先。 ●非洲支系：演化為智人 留在非洲的海德堡人，約30萬年前演化為智人（Homo sapiens），即現代人類的直接祖先。 ●歐洲支系：...

Georges Cuvier 來源：嚴融怡部落格 https://pedology456.pixnet.net/blog 不相信生物會演化的生物學者 ⬤代表人物 喬治·居維業（Georges Cuvier）：法國動物學家。 發現不同沉積岩化石中，生物種類有突然改變。 生物理論為： ●(1)多次生物大滅絕，後來的生物是由其他地方遷移而來。 ●(2)化石種類改變並非生物演化而成。 ⬤反對演化 居維葉表示：生物不演化。 與其說他對「演化」的看法，不如說，居維葉徹底反對演化的概念，他堅持：生物不會演化。 居維葉覺得各種生物都有個理想的典型，一種生物的身體每一部分都已經完美適應環境。 假如身體任一部位發生改變，害得理想型不再完美，就會危害這位個體的生存。 ⬤生物大滅絕 居維葉是最早發現並認真闡述生物大滅絕的科學家。 但是居維葉本人其實是生物演化學說的堅決反對者。 在居維葉的時代，物種演變觀正在巴黎醞釀，但是居維葉是這一觀點的堅決反對者，甚至也不相信地球相當古老。 這導致居維葉直接面對與相信演化學說的學者的正面交火。 ⬤今日以後 不可否認的是，居維葉確實是早期判定生物化石極為重要並且極具天分的高手，他是現代演化學說在古生物學與地質背景方面基礎的重要奠基者。 但不是演化學說的支持者。 早期演化學者其實也有盲點，因為他們過度相信均變和漸進原則，因此其實也不相信大滅絕的發生。 而無論均變、漸進、大滅絕，這些其實都已經融入今日的演化研究當中了。 了解居維葉對於了解早期古生物地質研究的時空相當重要。

 淺談演化 *系統分類學 演化這個概念出現之後，每個物種之間親近與否不再是看外表來決定，而是血緣關係。 加上有趨同演化，與平行演化的情況存在；如果繼續使用傳統的分類方式，將無法正確顯示出每個物種之間的關係；因此研究人員建立了一個新的分類法，也就是系統分類學。 *新化石物種=推翻原本設定 古生物之間的演化關係推測：本來就不可能有標準答案。 除非是跨派別、跨國的生物學者普遍有共識；才會讓整個社會形成主流輿論；並影響後世的觀點。 就連達爾文的理論，也會因為，到後來挖掘出來的化石新物種的發現而被推翻。 *間斷平衡理論 間斷平衡理論：大多數化石紀錄，呈現新物種是突然出現或滅亡，而非漸進的改變；因此1972年美國古生物學家艾爾得雷奇與古爾德提出，以解釋化石紀錄的不連續性與停滯性。 重點：漸變雖可造成變異，並累積形成新種，但此貢獻很小。 他們認為物種形成主要是：生物可在短期內因為地理隔離而快速產生變異，但受到某些不明原因造成大多數族群死亡，導致倖存小群體的等位基因頻率出現巨大改變並維持下來；這種急劇變異與隨後漫長停滯的重複發生，就能形成新物種。 *根本沒有過度化石 化石數量稀少的古生物物種；可能原本就數量稀少；並且分佈地點不廣泛。 如果物種甲真的可以逐漸變成物種乙，應該能發現介於兩者之間「逐漸變化的過渡形態」。 同時具有甲乙兩者特徵的化石，被稱為「中間環節」。 達爾文在《物種起源》中寫道：「可以肯定的是，如果這個『進化』理論是正確的，那麼地球上就已經存在過這樣的東西」，那麼「所有現存物種和滅絕物種之間的中間和過渡環節的數量，一定多得令人難以置信」。 意思是說：如果生物真的是從無脊椎動物到脊椎動物、從魚類到兩棲類、從爬行類到鳥類、從合弓綱到哺乳類；這樣緩慢逐步進化而來，那麼地球上中間類型的生物化石應該俯首皆是才對。 可迄今為止，儘管生物學者們一直非常努力地在尋找這樣的中間類型生物，但是並沒有發現這樣的化石。 化石的記錄可以說讓生物學者們非常失望。 既然是化石，不應該有選擇地沉積，為什麼就單單缺失了這些中間類型生物化石了呢？ 更符合邏輯的解釋也許是：這些中間類型的生物從來沒有出現過。 *全憑證據推理 生物學者不是小說家：一個化石新物種的分類和外貌復原；全憑有挖掘到的骨頭的證據來推理；不會去憑空創造出一個從未被發現過的古生物物種。 就連第一次被發現時：沒有發現全身骨骼；只發現局...

復育瀕危和已滅絕動物 侏羅紀公園引起輿論幻想： 自從電影《侏羅紀公園》系列播出以後；民眾有開始幻想現實生活可以實現科幻作品的內容。 媒體輿論一直刻意探討復育已經滅絕的生物。 現實生活的科學研究機構也順應時代潮流；例行性的嘗試實驗室的老鼠或其他動物；看能否讓牠們生出和自己長得完全不一樣的後代。 實驗的動物：同時有精子主人和卵子主人和代理孕母三者；而非自然交配懷孕生產。 實驗室的動物：代理孕母；異種代理孕母；都一直很成功。 歷如用家犬當代理孕母生下灰狼；早就成功很多次了。 但實驗室的異種代理孕母都只是實驗階段；而沒有進階到常態量產階段。 台灣的台灣大學正在研究用家貓當代理孕母；來復育石虎。 人為進行人工生殖；代理孕母；所生下來的野生動物新生兒；必須要有適合野生動物生存的森林和湖泊和海洋；來野放。 要有野生植物茂盛的地方；才會有野生植食性動物聚集；才會有肉食性動物前往狩獵。 從出生到野放之前：要每天訓練野外求生技巧。肉食動物要找老鼠和雞來給牠們練習獵殺。 國際知名的研究機構ㄧ直放話說：正在進行研究復原某某物種；但都沒有宣布目前的研究結果如何。 與其復活已經滅絕的物種；不如先復育瀕臨絕種的物種。 條件那個目前瀕臨絕種的物種；有數量穩定的近親物種；可以讓那個數量穩定無危的近親物種；人工飼養來當代理孕母；進行異種代理孕母工作。 等到瀕臨絕種的物種進行人工代孕；成效良好之後；才是復活已經滅絕物種的時機。 就是先做好第一步才有第二步。而不是ㄧ步登天。 下列問題必須克服： 第一個問題是：代理孕母要找什麼物種來擔任？ 第二個問題是：物種如果會傷害人類或傷害人類圈養的動物怎麼辦？ 第三個問題是：該物種會不會傷害野生動物；或排擠野生動物生存空間？ 第四個問題是：該物種會不會繁殖能力過強；導致流浪在野外的族群無法讓人類獵人完全清除？ 第五個問題是：體型太過於龐大的物種要如何飼養？ 關於侏羅紀公園： 動物園圈養的肉食動物：都經常攻擊工作人員致死。包括獅子、老虎、殺人鯨。 更何況是恐龍。 肉食動物打從一出生就是要狩獵。 看同為卵生爬蟲類的蛇和鱷魚和科莫多巨蜥就知道了。 肉食爬蟲類一出生就每天四處掠食。 肉食鳥類一出生等到可以走路和飛行就每天四處掠食。 再來是體型太大的物種要如何飼養？ 恐龍時代是「中生代」。如果是復活「新生代」前期的動物： 也只能跟馬、黃牛、狗、貓、雞、豬一樣；完全人工圈養；無法...

缺肢的演化 演化是：同一物種經歷不同世代繁衍；大約幾千年、幾萬年之後：各世代之間的特徵變化；累積各世代之間的微小變化；最後變成和遠古祖先身體結構差異甚大的狀態。 *演化不可逆法則 根據：《杜氏定律：演化不可逆法則》： 在機率上，物種不可能兩次遵循完全相同的演化軌跡。 即生物在演化過程中退化了的機體構造或功能不再重現。 生物不會重演跟自己遠古祖先一模一樣的演化過程。 祖先已經失去的肢體還有器官；不可能到自己後代又返祖長回來。 蛇已經沒有四肢：後代不可能返祖現象突然長出四肢。 鯨豚已經沒有後腿：不可能後代還有和現代其他偶蹄目近親一樣長後腿。 海牛和儒艮已經沒有後腿：不可能後代和近親大象一樣長後腿。 人類文字的歷史最多5千多年而已。 文字有記載的歷史只有大約5千多年；這段時間物種各世代的特徵變化不可能太大。 然後古代人又比較沒有演化的觀念；例如看到鯨魚不曉得牠們是哺乳類偶蹄目。 現代生物學者普遍有演化論的概念也是從達爾文發表《物種起源》著作之後才產生。 *生產方式的演化 只有胎盤哺乳類才是真正的胎生。 胎盤哺乳類以外的物種，分成卵生和卵胎生；同樣一個物種；分佈範圍不同；就會有的卵生；有的卵胎生。 哺乳類除了鴨嘴獸還針偃是卵生之外其餘全部都是胎生。 已經是胎生的生物；不可能突然後代變成卵生。 非哺乳類的動物；同一個物種；會因為分佈的地點不同而有卵生和卵胎生的分別。 但是：胎生哺乳類動物同一個物種；並不會因為分佈地點不同而變成卵生。 *牙齒 今鳥類的共同祖先「瀰漫始今鳥」：是有牙齒無鳥喙和會飛行的物種。 中生代時期大部份鳥類都有牙齒；特別是現生鳥類的早期直系祖先物種全部都有牙齒。 如果中生代有無牙齒鳥類也只是趨同演化而已。 進入新生代以後的今鳥類：所有不同目不同科的物種全部失去牙齒。 *嘴=喙 鳥類是先有演化出鳥喙才開始丟失牙齒。 中生代的今鳥類和反鳥類都有牙齒。 生物學者的化石記錄常發現中生代的有鳥喙又有牙齒的鳥類。 現生鳥類的中生代直系祖先都是有牙齒的物種。 *前肢=翅膀 中生代獸腳亞目恐龍當中：近鳥類當中的始祖鳥：前肢演化成翅膀；成為地球史上繼翼龍之後第二個會飛行的脊椎動物。 *沒有尾骨 始祖鳥的後代物種：在還沒出現反鳥類和今鳥類的時期的物種；稱作基幹鳥。基幹鳥時期的鳥類就已經失去尾骨了。 *不會飛的鳥 原本比較少飛行狀態的鳥：繁殖到某一世代之後；開始放棄飛行；開始成為...

恐龍中的蝙蝠 近鳥類演化支： 包含了「恐爪龍下目」和「鳥翼類」兩大類。 「馳龍科」和「傷齒龍科」兩者屬於恐爪龍下目；是有共同祖先的「姊妹群」。 除了馳龍科和傷齒龍科；其餘的物種都是鳥翼類。 演化支支序圖： 在圖片比較上面的物種：代表形成的比較早和比較早滅絕。 在圖片比較下面的物種：代表形成的比較晚和比較晚滅絕；甚至至今仍然未滅絕。 「擅攀鳥龍科」是唯一不是始祖鳥後代而歸類在鳥翼類的物種。 因為善攀鳥龍科有膜狀翅膀；明顯是會飛行的物種；在中生代除了始祖鳥後代物種；唯一確定可以飛行的恐龍。 有生物學者認為擅攀鳥龍科應該歸類於恐爪龍下目而非歸於鳥翼類；只有始祖鳥後代才能歸類在鳥翼類。 牠們的翅膀是類似翼龍和蝙蝠的膜狀結構；屬於趨同演化；是中生代僅次於翼龍和始祖鳥的地球史上第三種會飛行的脊椎動物。 擅攀鳥龍科也是不包含鳥類在內的體型最小的恐龍。 不包含任何基幹鳥和反鳥和今鳥；體型最小的恐龍是擅攀鳥龍科的「耀龍」；成年耀龍體型只有鴿子大小。 擅攀鳥龍科的生存年代為侏羅紀末期；和始祖鳥年代一樣；兩者是有共同祖先的姊妹群。