《深海潛魚四億年：追蹤活化石腔棘魚之謎》

〈導讀1〉

豐盈壯闊的傳奇歷程 /方力行

如果每一個行業中都有一顆「超級巨星」，那麼到今天為止，腔棘魚無疑是已發現的兩萬五千種魚類中最閃亮的一顆，牠的重要性不僅僅因為牠是一條「稀有」的魚，或是「古代」的魚，或是「美麗」的魚，而是因為牠聯結了一個更為寬廣的世界，讓現今所有陸地上的脊椎動物和水域中的魚類有機會成為表親，讓物種演化的假說中，四足動物由海中登陸的化石證據，忽然活生生的擺在人們眼前，叫人瞠目結舌，難以置信。

因為主角本身就如此的獨一無二，以牠為主的寫作自然精采萬分，但是在看這本書的時候，作者鋪陳和編排的角度，除了對發現過程的生動描繪外，更讓讀者充滿了沉浸在人性偏執、政治傲慢、社會價值和自然生命權的矛盾與省思中，它讓我百味雜陳，不知如何著手寫這篇導讀，或許順著全書的章節，以最直接的序列排出，才足以真實反應書中的波瀾壯闊吧！

書的前兩章重現了發現腔棘魚的過程，在一九三八年南非最南端的偏遠海岸小城，一位因為熱愛自然生命而進入博物館工作的女孩拉蒂瑪，在聖誕節的前夕，收到了上帝給人類研究動物演化史最重要的禮物，真是「偶然」，但是文章中隱喻了「偶然」只會降臨在準備好的人身上，而繼續將其發揚光大的史密斯博士，更充分具備了優秀科學家必須具有的特質，熱忱、執著、專業、博學而有充分的聯想力，努力且不因長期的挫折而放棄。但是在這段文字中我覺得最有趣的卻是一個小小的註解，史密斯在回憶錄中說他第一次看到腔棘魚標本時拉蒂瑪不在現場，而拉蒂瑪則激烈反駁這個說法，他們兩位在發現腔棘魚的歷史地位上無人能撼動，但是為什麼這麼簡單的事仍有如此大的差距和反彈，類似的感覺在追尋腔棘魚的過程中一再出現，在個人和個人，個人和政府，（地方）政府和國家，國家和國家之間。我們總認為科學是純真的、沒有色彩的，出於人類對於知識的渴望和追求，或許這不完全對，它還是有人性摻和在內，甚至這種好名之心還是一股重要的助力，只是都將之藏在科學的真實性背後罷了。認清它也不錯，清風明月到底只存在自然中而已。

第三、四章講的是史密斯博士的個人特質和找到第二條魚的事，他一板一眼，自以為是，鍥而不捨，終有所成；這本書的作者將他描寫成堅苦卓絕的不世英才，他的妻子則是最忠實勤懇的助手，我卻隱約的從史密斯的自述中感受到他的虛驕和自我中心。我身為一個科技人，個人深切瞭解，已經看得到遠景的科學成就，必然讓許多科學家全力以赴，但是在這個過程中，人和人之間的溫暖和尊重，尤其是對自己的妻子、家人和後輩，就算是在同一目標下，也應該寬大的留下足夠的空間。史密斯死後，他的妻子瑪格麗特恢復了活潑、快樂、外向、熱切的本性，並且讓腔棘魚的研究更發揚光大，別人都說她「綻放了」，而她自己則認為「和南非最偉大的人之一共同生活……二十九又四分之三年間，沒有任何的後悔」，暖暖冬陽，她在人品上的典範，無遜於先生在科學上的成就。

在取得第二條魚的過程中，南非首相馬蘭的支持是事情得以完成的最重要因素，史密斯毫不保留的陳述了對政治人物的嫌惡，但是卻要在政治人物的協助下，才能完成他的大業，或許這是大家都應該認清的事實。科學需要養份，而養份來自政府和民間，好的科學家能影響政府，教育人民，並在其間取得平衡，這應是科學家的本份，而不僅是孤芳自賞，甚或自怨自艾的清高。

接下來的章節描寫了腔棘魚所帶來的熱潮，媒體的瘋狂，蜂擁的群眾，以及無可避免的爭名奪利。這一幕幕是在每一個時代、每一個有名有利的事件上，都會重覆上演的場景，然而真正抓住我的心的，是第六章中對腔棘魚和其他重要演化魚類的科學特徵和地位的描敘，作者精確地收集並整理資料，從自然史到DNA的分析結果都一一加以比較，讓這一段文字充滿生命的智慧。特別是最後引述研究者的想法，他們研究的生物（腔棘魚）並不是古老的活化石，而是一條現代的魚，只不過在牠漫遊的幾億年中，為了因應環境變遷所面臨的難題，發展出各有特色的解決方式，而將其集於一身而已；這種看法跳脫了六十年來將其視為「古代生物孑遺」的緊箍咒，重新回歸演化與適應的科學思考，確實令人耳目一新。

史密斯博士是自己結束生命的，書中只輕輕的點出他服食了過量的氰化物，做魚類研究的人都知道應該就是早年採集時常用，毒性最強的氰化鉀。他晚年苦於疾病和老化，被排拒在自己最鍾情的研究目標之外，看著這條珍寶般的魚所燃起人類貪婪之火，如燎原般在全世界擴散，終將導致最後一條腔棘魚自海洋中被捕光。是難過？是悔恨？是年華不再、理想成空的煎熬？還是英雄不許人間見白頭，終究是看不清世事的一場瞋癡？只可憐被發現、炒熱了的腔棘魚，在始作俑者逝去之後，仍空留在那兒被人一條一條的追殺。

新的科技、新的想法，終於為這群古老的生命和人們的思想打開了一扇門，開始利用深海潛水器去尋找、拍攝、觀察、紀錄、研究，尤其是對腔棘魚的保育工作。這不但使得好奇的人們視野大開，不必爭先恐後的去想擁有死透透的標本或抓進水族館「擁魚自重」，更可以準確的瞭解牠的棲地、習性、作息，甚至族群大小，而建立有效的保護管理方法，好讓這種已有四億年演化歷史的生物，可以生生世世，永垂無疆之休。其實國立海洋生物博物館在開館前兩年就已在網站上（http://www.nmmba.gov.tw）建立了腔棘魚的生活影片站，並且發行了光碟，讓世界之奇變成國民每一個人都垂手可得的知識與樂趣，能與科學同步，更與珍稀生物的保育共舞。

一九九七年腔棘魚在距葛摩群島有九千公里的印尼也被發現了，正式的報告在一九九八年的學術期刊上發表，世界又再瘋狂了。各國的報紙和電視都爭相報導，但台灣例外，我們大概太熱衷於本土政治，以致錯過了就在身邊（印尼）發生的科學盛宴，但是這個發現清楚的告訴世人，在過去幾億年的地球史上，生物在共同的陸地上擴散，共同的海洋中遷徙，不管我們現在看到的是什麼，近的或遠的、連結的或分開的，總有一條無形的線，將生命牽在一起。它或許藏在海洋的深處，或許印在DNA的深處，但最重要的是，我們儘可以享受追尋的樂趣，發現的成就，瞭解的滿足，知識的豐盈，但千萬不要忘記了對其他生命應有的尊重與憐惜，因為我們都是一家人。

一九七八年我第一次在加州大學聖地牙哥分校斯克里普斯海洋研究所的博物館中，看到真實的腔棘魚標本，驚歎之情，深烙心中，鮮明猶如昨日，但是一直到今天看完這本書，寫完這篇導讀，才覺得二十三年來牠要告訴我的東西，現在才講完。

〈導讀2〉

追尋四億年前四足動物的祖先 /朱敏

我們從哪裡來？

一七九八年，法國自然歷史博物館的年輕教授聖西蘭（Geoffroy Saint-Hilaire, 1776-1844）擔任拿破侖的隨軍科學家遠征埃及，在尼羅河中發現一種後來稱為「多鰭魚」（Polypterus）的怪魚，這種魚的鰭貌似四足動物（包括兩棲類、爬蟲類、鳥類和哺乳類）的四肢，讓他興奮不已。回到法國以後，聖西蘭以多鰭魚的比較解剖學研究為契機，很快在一八○六年到一八○七年間，完成從魚類到哺乳類的骨骼比較，以詳實的證據說明了脊椎動物具有共同的骨骼結構。以今天的眼光看，聖西蘭已為我們勾勒出「從魚到人」的演化基本框架。

多鰭魚是一種原始的條鰭魚類。儘管它的發現拉近了魚類與陸生脊椎動物（即四足動物，人類亦是其中的一員）之間的距離，但演化的鴻溝仍然很深。在其後的兩百年間，生物學家和古生物學家鍥而不捨地在世界各地找尋中間類型，找尋生命演化「缺失的環節」。每一次新的發現都給處於迷茫之中的研究帶來轉機，不斷提升我們關於魚類與四足動物演化關係的認識。「拉蒂瑪魚」拉氏腔棘魚的發現，無疑是其中最富有傳奇色彩的故事，經韋伯格娓娓道來，更像是一部跨越六十年時空的偵探小說。

腔棘魚屬於硬骨魚類中的肉鰭魚類。現生肉鰭魚類只有五個種，包括三種肺魚和二種腔棘魚。第一種現生肺魚是一八三六年在南美發現的，並被分類成為一種四足動物。一八三七年非洲肺魚被發現，而到了一八七○年，澳洲肺魚又被發現。海克爾（Haeckel）是第一位將肺魚置於演化樹中的學者，在他的樹中，肺魚的位置靠近兩棲類。肺魚的發現使得科學家們再一次認真思索魚類與四足動物的親緣關係。

古生物學家也在尋找失落的世界。一八九二年，科珀（Cope）認為，加拿大「上泥盆統地層」（指泥盆紀晚期的地層）中發現的「真掌鰭魚」（Eusthenopteron，隸屬扇鰭魚類），就是四足動物的祖先。以後很多學者都贊同這種觀點。一九二九年，魚石螈在東格陵蘭被發現，在真掌鰭魚與四足動物之間又增添了新的中間類型，為四足動物從魚類起源的學說提供了更具說服力的化石實證。

除肺魚類、扇鰭魚類之外，肉鰭魚類還有另一個重要門類││腔棘魚類。一八三九年，阿格西建立腔棘魚屬，其後百年中大約有八十個種在歐美大陸和非洲被發現，從中泥盆世（大約三億八千萬年前）一直延續到晚白堊世（大約八千萬年前），而恐龍大滅絕之前，腔棘魚類似乎已從我們這個星球上銷聲匿跡。而在找到的化石中，除了一、兩個例子外，腔棘魚類的體形，尤其是魚鰭與魚尾的形態和相對位置，在歷史傳衍中幾乎沒有太大的變化。正是由於這種演化上的保守，幫助史密斯很快鑑定出「活化石」腔棘魚。

二十世紀三○年代的理論認為，腔棘魚類和四足動物都是扇鰭魚類的後裔。因此當腔棘魚在一九三八年十二月被發現的時候，腔棘魚類被認為是與四足動物關係最近的活親戚，因此對腔棘魚詳細的比較解剖學研究，有可能闡明脊椎動物登陸過程的細節，而四足動物祖先的特徵，尤其是那些在化石中不能保存的特徵，例如生理和發育特徵等，也被期望「雪藏」在腔棘魚中。這使得大眾處於一種莫名的興奮之中，彷彿看到了解開四足動物起源之謎的鑰匙。但科學家的研究結果卻多少有點讓「拉蒂瑪魚迷」感到沮喪，腔棘魚與四足動物仍有很大的形態結構上的差別，它們中間存在著很多演化缺環，需要更多化石的發現來填補。皇天不負苦心人，繼魚石螈之後，古生物學家又在俄羅斯、蘇格蘭、拉托維亞和加拿大等地發現了一些原始的四足動物化石（如棘螈，Acanthostega），以及比真掌鰭魚更進步的扇鰭魚類化石（如希望螈，Elpistostege）；到二十世紀末，脊椎動物登陸的早期過程已基本釐清。其實，腔棘魚在生命演化研究中的作用並沒有降低，牠更多保留了早期肉鰭魚類和早期硬骨魚類的特徵，因此可以為探尋四足動物更遠古的祖先，為探索肉鰭魚類與硬骨魚類的起源提供重要資料，而肉鰭魚類、硬骨魚類的起源，正成為國際學術界的新熱門領域。

中國遠古化石再掀研究波瀾

一九八一年，張彌曼教授和于小波博士提出報導，他們在中國雲南曲靖四億年前的「下泥盆統地層」（即泥盆紀早期地層）中，發現一種原始的肉鰭魚。他們將其命名為「楊氏魚」（Youngolepis），以紀念中國古脊椎動物學研究的奠基人楊仲健教授。張彌曼教授曾擔任國際古生物協會主席，一九八二年，她採用連續切片和臘製模型技術，對楊氏魚內顱腦腔及腦、神經、血管等軟組織所作的復原工作，否定了長期以來認為扇鰭魚類有內鼻孔的權威性結論。一九八四年，張教授研究另一種與楊氏魚共生的原始肉鰭魚﹁奇異魚﹂（Diabolepis），奇異魚被認為是迄今所知最早、最原始的肺魚。中國早期肉鰭魚類化石的發現，很快在國際學術界引發了新一輪關於肉鰭魚類和四足動物系統演化方面的熱烈爭論和反思。四足動物與肺魚類親緣關係較近，還是與腔棘魚類更近，爭論一直延續至今。另一方面，肉鰭魚類的起源中心逐漸指向了中國南方，指向曲靖城郊的翠峰山。

翠峰山是雲南佛教勝地之一。遠在唐朝，山上就建有寺廟，在興旺的時期「九庵十八院，僧千人，遊人四時不斷」。一六三八年農曆九月，明代地理學家、旅行家徐霞客曾遊歷至此，踏遍了翠峰山的一泉一潭，考察了翠峰山的奇石異洞，寫下數篇考察日記。徐霞客暢遊翠峰山時絕未想到，他腳下的青石板中埋藏著可能解開肉鰭魚類和硬骨魚類起源謎團的一串鑰匙││一些其貌不揚的魚類化石。

張彌曼教授的開拓性工作，奠定中國肉鰭魚類和硬骨魚類起源研究的基礎，使中國成為國際上早期脊椎動物研究中心之一。在曲靖持續的化石發掘也不斷帶來新的驚喜。一九九三年，張教授與我描述了另一個在曲靖發現的原始肉鰭魚││肯氏魚（Kenichthys）。肯氏魚被認為是最原始的四足型動物（tetrapodomorph），與四足動物的起源有更直接的關係。

最近，我與于小波等人研究了另兩個在曲靖發現的早期肉鰭魚類，比楊氏魚、奇異魚更原始的斑鱗魚（Psarolepis）和無孔魚（Achoania）。研究報告於一九九九年和二○○一年在英國《自然》雜誌上發表以後，引起了相當程度的關注，被認為給硬骨魚類起源與早期演化研究提供了關鍵資訊。新發現的古老魚類兼具肉鰭魚類和條鰭魚類的特徵，保留了相當多的原始硬骨魚類的特徵，其出乎我們意料之外的特徵組合，很可能正是硬骨魚類祖先的特徵。中國遠古化石的新發現，將促使科學家重新審視已有的整個硬骨魚類（包括肉鰭魚類和條鰭魚類）演化的傳統學說，也為發育生物學家探討硬骨魚類性狀組合的形成機制，提供了新的視角。

古生物學家從事的是追尋自己遙遠過去的迷人事業，嘗試著回答「我們從哪裡來」的亙古命題，有欣喜，有迷茫，更多的是心境的平和，一種曲徑通幽的感覺。深夜，在顯微鏡下靜靜地觀察雲南的古魚化石，四億年的時空穿梭，肉鰭魚在中國南方古海洋中暢遊，同樣閃耀著逼人的美麗藍光，但不是在深海避難所中，而是在濱海，在海灣，因為牠們是當時地球上最高等的動物。讀完腔棘魚發現史，掩卷遐想，也許您會有相同的感受。

方力行，生於台北市，畢業於台灣大學動物系、教育部公費留學生、美國加州大學聖地牙哥分校海洋生物化學博士，現任職於國立海洋生物博物館館長、國立中山大學海洋資源研究所教授。研究專長為海洋生態、河川生態、珊瑚學，曾多次獲得國科會傑出研究等獎項，以及中國生物學會研究成就獎。關心環境議題，參與許多民間與學術團體活動，現為中華民國自然生態保育協會理事、中華民國海洋事務及政策學會理事、中華民國濕地保護聯盟理事、台灣省水產學會理事、中華民國珊瑚礁學會理事及亞洲水產學會理事等。著有《珊瑚之美》（獲金鼎獎）、《珊瑚學》（獲教育部大專院校優良教科書獎）等書。

朱敏，理學博士，目前是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員、所長，中國古生物學會副理事長，也是倫敦林奈學會會員。

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