脫困水域─神奇的有殼卵

作者:程延年

 在生命演化約三十五億年歷程中,最讓科學家著迷的議題

 一個是大規模、長時期、爆發式的「輻射演化」現象。一群又一群的主角,依序登上了繽紛多采的大舞台,演出這齣生命的大戲。像是六億年前,多細胞的「後生動物群」輻射適應,誘發了寒武紀大爆發,生命演化的大霹靂─奧陶紀早期,原始型魚類的演化,肇始了魚群優游五億年汪洋大海的戲碼。二億二千萬年前,爬行動物一支的恐龍演化而出,成為整個中生代優勢的四足動物。

 另一個相關聯的議題,就是演化上「關鍵性」生物族群的遽然出現,這是源於其體軀建構藍圖之形態上與機制功能上的根本突破與創新。像是陸棲哺乳動物的重新下海──鯨的起源;獸足類恐龍的騰空翱翔──鳥的起源;以及骨鱗魚與早期四足類的遞變──陸棲脊椎動物之起源:這就是我們所稱的「諾曼地登陸的一小步,誠然是生命演化上的一大步。」脫困水域與有殼卵(羊膜卵)的演化創生,是生命史上最神奇的一幕,發生在古生代晚期,大約三億五千萬年前的石炭紀。

 有殼卵(或稱羊膜卵)是一個設計完美的微宇宙,包含了所有發育及生產孵化幼體所需要的素材。它精心的構造,一方面足夠強固,以便在發育過程中,安全的支撐住並保護幼體,形成一個溫暖的家;另一方面,又要足夠的脆弱,使得孵化成形的幼體得以自行破殼而出。蛋殼必須能夠使氧氣流通進入殼內,同時讓二氧化碳釋出;又要適度的不讓水蒸氣快速蒸發,使得殼內的素材在孵化過程中避免乾涸。有殼卵大小差異懸殊:蜂鳥的蛋重僅三公克,而駝鳥蛋重達一公斤以上生命史上最大型的鳥─隆鳥(或稱象鳥),是一種已經滅絕了的馬達加斯加鳥類,隆鳥蛋重約十公斤以上,是蜂鳥蛋的三萬倍,它的殼厚度達三.五五釐米,是雞蛋殼厚的十倍!

 生命起源於炙熱的「生命原湯」水域之中,歷經原核生物的細菌、單細胞的原生生物,第一隻脊索動物在寒武紀大爆發演化而出。五億年前,第一隻無顎魚類優游於汪洋,到了二億七千萬年前,那一群「真掌鰭魚類」探出腦袋,摸索水邊尋尋覓覓,第一隻兩生類的「魚石螈」登陸成功,但是依然要重回水域產卵孵化,戀水情結依然割不斷親水的臍帶。直到二億五千萬年前,石破天驚,羊膜卵建構了硬質的外殼,生命得以全然脫困水域,征服了陸地,進入到另一個陸棲生命繽紛多采的美麗新世界

————————————————–轉載自台灣日報870105

作者手捧著三十五億年生命演化史中最大的一顆蛋:隆鳥蛋化石

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