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第五章


      在基因不佳或者運道不佳的問題中,其中心議題乃是─滅絕是
否為選擇性的。犧牲者是否來自總體生物多樣性中隨機的選取─意即
不是根據功過而選取的─或者,某些生物種或某些生態環境具有較高
度的風險性?是否有生物種具免疫性,如果是的話,那免疫性的特質
為何?在第四章中所討論的子彈獵殺模式是假設全然的隨機方式。假
如我們能夠知道這個模式多接近事實真象的話,我們將知道有關滅絕
及其原因更多的知識。同時在演化中滅絕所扮演的角色,選擇性的議
題絕對舉足輕重,無可忽視。較不隨機方式的滅絕是對演化歷程應該
有更大的影響,不論好或壞。

◎冰河期的奇襲
      西班牙人在十六世紀將馬引進新世界,軼事中指出這種大型的
動物造成印第安人極大的震撼。但事實上對北美洲而言,馬並非新鮮
動物,它們在那裡有很長的一段歷史,但是在西班牙人入侵之前幾千
年前被消失殆盡。從化石證據上我們得知在北美洲與南美洲曾經有發
展完全的大型哺乳動物的生物族群,包含了馬,而這群生物在經過大
部份更新世冰河期時候存活。馬和其它一些長毛象、劍齒象、劍齒虎、
與巨型陸生樹獺共存共生。假若這些動物仍然存活,我們今天的動物
園將真是具異國情調了;可能最接近我們能夠看到的就屬那些博物館
中復元的骨架,尤其是在美國加州La Brea瀝青礦邊緣的Page博物
館。

      對更新世大型哺乳動物的滅絕是選擇性滅絕的一個最佳例證。
因為利用碳-14同位素來定年法可以極精確,對這些而言比較更老的
滅絕事件我們有更為精準的時間序列。其滅絕顯示非常有趣的模式,
不論在時間或空間的分佈。比方說,美洲大陸,伴隨澳洲與馬達加斯
加,較其它地區而言,其滅絕影響較為嚴重。滅絕時間卻並不一致性
的。比方說,在澳洲大型有袋類較北美洲或南美洲的同型生物消失早
了幾千年;而在馬達加斯加巨型的狐猿的滅絕又是另一個時間。在中
國,長毛象大約在一萬八千萬年前消失,在英國則於一萬四千年前,
在瑞士則約一萬三千年前。而最後於西伯利亞,發生在約一萬二千年
之前或更晚。有些滅絕是全體的無一倖免(比方說,劍齒虎),而有
些則僅發生在一、二個大陸,而在其它地區留有倖存者(例如馬和駱
駝)。

      在北美洲,對更新世的滅絕事件之碳-14同位素定年,其時段
極其狹窄集中於一萬零八百年到一萬一千年之間(紀元前8800∼
9000年間)。這是在北美洲最早期紀錄完整人類群聚(所稱Clovis
文明)稍晚發生的,而且一些考古遺址顯示,早期人類獵殺並食用這
些大型哺乳動物。這些考古遺址產生了所稱人類過度獵殺的奇襲理論
(blitzlrieg  theory),做為滅絕的解釋。在奇襲理論模式中,地理
上的差異與缺乏時間上的一致性,被解釋為肇因於人類移居群聚的型
式。那些具長期連續為人類居住的區域,比如亞洲與非洲,顯示了不
明顯的滅絕,而像北美洲人類較晚遷移而相當突然性的則較為明顯。
對奇襲理論具非常分歧性意見,贊成、反對各執一端。其中最
具代表性的發言人──並且是最嚴謹的分析者──要屬亞里桑那州
大學的Paul  Martin。馬丁教授撰寫過極豐富而嚴謹的論文,同時都
小心翼翼的呈現反對的觀點。

    雖然許多人(不包含Paul  Martin)曾經稱更新世的哺乳動物消
逝為一個大滅絕事件,但實際上並不像那樣明顯。這些戲劇性的消逝
僅止於哺乳動物,一些大型不具飛翔能力的鳥類,以及少數其它族群
而已。對海洋哺乳動物則沒有任何不尋常的事情發生。僅有哺乳動物
中最不尋常的份子──意指我們人類──能夠洞察這個事件似乎和
遙遠的K-T大滅絕或者其它的五大滅絕事件神似。然而,突然從廣大
的大陸地區移去大部份的大型草食性與肉食性動物,必然會對一些陸
生相生態系造成重大影響。

◎第四紀滅絕的選擇性
      冰河時期的滅絕是具選擇性的在於:它對哺乳動物造成的影響
遠大於其它類型,同時它對大型哺乳類的影響遠高於其它小型動物。
要分別大型與小型的界線,通常列在成體體重於44㎏(100磅)。
對型體的選擇可以從屬中與生物種看出來。下表為針對北美洲
的哺乳動物估算:

小型動物──種部份,在滅絕之前存在有 211種;屬部份,在滅絕之
前存在有83屬;其中,種21個消逝;屬有四個消逝;其種的死亡率為
10﹪,屬的死亡率為5﹪。

大型動物──種部份,在滅絕之前存在有79種;屬部份,在滅絕之前
存在有51屬;其中,種有56個消逝,死亡率為72﹪;屬有51個消逝,
死亡率為65﹪。

      對大型哺乳類的較高比率實在令人驚異,這些採集樣本足夠
大,能夠信任其統計學上的測試。在測試中指出,在大型哺乳動物滅
絕的優勢中,似乎不像是僅僅由於機遇(機運不佳)所致。似乎大型
體軀確實致使陸生哺乳動物在滅絕上面臨較大挑戰與危機。我們早已
提過 Paul Martin和一些其它學者是史前人類過度獵殺所致。

    如果Martin理論正確,更新世的滅絕則受到人類的干擾,對滅絕
的一般性問題或許無大助益。已去逝的Princeton聰慧地理生態學家
Robert MacArthur,曾經寫過:人類是唯一的生物種足夠聰明在極短
的時間,僅靠掠食能夠造成另外一生物種全然的滅絕掉,如果被掠種
廣泛分佈。有許多古生物學者信服於奇襲理論。而評論者通常有兩種
型式:首先,對一項事件非常重要的地質定年極受到挑戰。就如同所
有利用放射性同位素的定年方法,放射性碳-14涉及到誤差及不同
的解釋方法。因而,基於放射性碳元素定年的困擾性結論往往遭受質
疑。Martin大部份的辯駁是依賴早期北美洲人類的定年。

      對奇襲理論第二個攻擊在於,宣稱氣候的不穩定最可能是其原
因。普遍性的冰川融解造成了海水面的上昇,而使冰湖乾凅。對大型
哺乳動物而言,結果的生態干擾或許太過劇烈。事實上,有些人利用
這個觀點來解釋在滅絕事件與北美洲人類遷移到來很明顯的時間一
致性,認為氣候的改善得以造成人類遷移的可能性。

      而氣候的辯稱我一直認為有些牽強,明顯的不若過度獵殺理論
那麼簡單明瞭。但是奇襲理論也同樣在過度簡單的基礎上被質疑。在
我的經驗中,就像許多人宣稱的〝科學問題很少有簡單的答案〞,也
說〝如果有任何選擇的話,簡單的解釋通常看起來是對的〞。兩種講
法都是誇張而非分析性的,而我們不願見到這類作為反駁一個理論的
說法。

◎體型與白堊紀/第三紀大滅絕事件
      在準備撰寫這一章的時候,我搜遍論文資料試圖找出體型和白
堊紀大滅絕事件是否有絕對性關聯。通常我們接受大型的動物是先天
上的不利來抗拒滅絕的打擊,但是我想要得到更詳盡的機制。我發覺
到在1986年發表,作者為芝加哥大學Maichael LaBarbera,他對演
化中體型方面做了一番審視:〝假若大型的生物傾向於侷限在較狹窄
的環境中,那麼麼我們將會預期在白堊紀的末期的滅絕事件中似乎是
一致的,那時幾乎所有的大型脊椎動物都消失殆盡了。〞

    另一篇論文同樣發表在於1986年,是由加洲大學(Berleley)古
生物學者William Clemens,他專精於陸生脊椎動物,在討論K-T滅
絕時,他寫到:〝當考量到平均成體或個體體型時,特別的體型的大
小範圍,在白堊紀末期時針對其存活或滅絕並沒有一般族群中的特
性。〞
      這些論點顯示出了在滅絕中明顯選擇性問題上的困擾。兩個陳
述顯然都是正確的。在支持Mike LaBarbera,在白堊紀晚期存活的
最大型陸生脊椎動物確實滅絕掉了──意即大型爬行動物──這讓
他認為,輕易可以引申的,體型可能是一個因子。在另一方面,Bill 
Clemens,區隔大型/小型是放在二十五公斤界線──比照在更新世
例子放在四十四公斤的界線。在這個基礎上,Clemens發覺到經過
K-T滅絕事件後,一些仍然存活的族群其成體重量超過上述二十五公
斤的界限。這些倖存種包含了許多體型很大的鱷類與龜類,其存活沒
遭遇到任何的困境。

      是否每一個觀點都肯定的呢?那端視擁護者的眼睛所看到的
了。對體型問題上每一種說法都可以很圓滿的去辯駁。是否平均的或
者最大的體型應該被做為標準?有時候替代的也取用體長或體高。同
時,Clemens也曾經強調過在出生時的體型是否較成體體型更具特徵
性也是非常重要需決定的。即令在我們決定好這些問題並且開始要去
量度代表性的一組資料時選擇某種方式來解析原始資料也包含了許
多的主觀上考量與決定。

      因為在規劃一個研究策略時,有許多不同的選擇方式,一個案
例必要非常清楚的界定,以致使個種不同策略方法論到最終能得到同
一組答案。在K-T滅絕中體型顯然是很接近的審視,而不同的趨向能
夠而且實際上確實產生了明顯的不同答案。

◎體型偏頗的例證
      對滅絕中體型偏頗的結論還有幾個例子。菊石,視為一個群體,
包含了地史上最大型的一群無脊椎動物。有些達到直徑一公尺以上,
所有菊石在白堊紀末期消逝滅絕,但是在那時候之前,最大型的菊石
已經不存在了。另外相似的例子是那些滅絕的古生代節肢動物稱為板
足嚳類。這群生物,有些像巨型的螃蟹,也是屬於那群大型的無脊椎
動,但是卻沒有任何證據證實其大的體型造成它們的滅絕。再強調一
點,在地質每個年代的末期最大型的生物種化石並沒有被發覺。

      假若我們真的很幸運能夠在合理質疑下能證實大型體軀確實與
滅絕相生伴隨,根據理論的解釋信手可得。如同Mike LaBarbera與
其他研究者所顯示的,體型具有非常至關緊要的生理上影響。它影響
到肌肉、骨骼、與肌健的強度層面,同樣影響到新陳代謝速率(一般
體型增大時,速率減緩)。許多生態上的與人口統計上的變異性也和
體型密切相關。大型動物通常具有較小的族群數目同時在地理分佈上
較為廣闊。更進一步而言,它們似乎傾向於較少的精力於生殖繁延後
代上。綜合所有這些因素,有些讓我們詫異為什麼滅絕──體型的對
比沒有更強列的表現出來。

◎選擇性滅絕的例證
      體型並非唯一的特性被認為傾向於滅覺之途。比方說,一般認
為熱帶的生物較其在寒冷區域的親戚易滅絕消逝。浮游性的生物被認
為較底棲性生物更具危機性,而海洋礁體群生物較非礁體群更易受到
創傷。

      我自己的觀點是這些說法大部份都不值一顧。不幸的是,要測
試驗證這些結論幾乎不可能。讓我來進一不步闡釋。想像我們研究特
別一群滅絕事件並手持其存活與消逝清單,這個清單傾向於很簡單,
尤其我們若考量較高的分類層級(像是目、綱、科)。更進一步,最
好的研究是由那些專精於一個族群的專家所做的成果,因而侷限這張
清單中犧牲者與存活者更狹窄,小的數量使得在統計學上的測試極不
正確。

      一旦我們手持清單,我們必須尋求共同的分母參數;即是為大
部份犧牲者共同享有而不出現在存活者的特徵或者相反。這是直截了
當的我們曾經看過在長毛象體型案例的結果。問題在於生物事實上有
無限的特徵可能是至關緊要的:不論解剖上的、行為上的、生理上的、
生態上的、甚而遺傳上的。我們祇要精力無限,能夠在名單上死亡/
存活,去比較無限數量的特徵。如果清單不太長的話,最後無可避免
的我門會找出一、二項特徵讓我們感到與清單極其符合來說明這個案
例。

      如果在這樣過程中,我們找到了一個極有趣的對照,我們可以
引申正規的統計學上的測試來評估這種對比由純粹由於機運的可能
性。這種測試總是這樣問:經由隨機選則生物種間某一中特殊特徵,
能夠,意外偶然的,產生像這樣我們觀察到的一致性,其機率為何?
假若那種機率顯示非常低時──假說,低於50﹪──我們就開始喜
洋洋的拒絕了隨機的選取並且結論說所觀察到的一致性是真正的原
因與結果。

      在這樣邏輯下,其宿命的缺陷是這種測試不是客觀公正的,因
為我們試了無數的特徵,最後才早出一個似乎令人滿意的答案,要記
住,在每二十個完全隨機選擇中取一個將,平均而言,通過這種試驗,
假若二十比一的勝算是相當能讓人接受的──這在科學研究中非常
普遍。因為要保有我們考量過的無數特徵,實質上是不可能的──有
許多一眼就知道不適合了──我們不能夠對每一個特徵做測試的結
果進行評估。

      這個問題不僅僅在古生物學領域中獨一無二,或者在科學中特
殊。如果你對我的質疑有所不解,可以做些實驗。取一些棒球統計或
者選舉結果或者任何能提供勝負的名單,五十到一百個結果已經足
夠。然後針對清單來研究什麼特性是勝利者或失敗者所共同擁有的。
其型式不必然要極完美的具一致性──只要有統計學上的傾向即可
──在分析過程中,你隨時可以改變規則。你甚而可以重新更改勝者
/敗者以便有所助益。要特別注意到那些結果中較小的項目。例如,
你可能想比較第一名棒球和所有其它隊伍的特性,較短的清單(第一
名隊伍)較可能具有共同性。若是如此,你可能獲得結論像是,大部
份第一名隊伍的經理(或者你幸運的話,所有經理)都是年記最大的,
而其它隊伍的經理則依著全國平均數。現在,我自己試著做一些實
驗,和棒球無關:〝假若世界城市以人口計,有些為〝勝者〞有些為
〝敗者〞。研究結果顯示,一般人為城市英文名的稱字首的字母在二
十六個字母序列中後半部份最吸引。雖然,這種關系在任何好的人口
調查資料中是極為明顯的,它可以按照以下所說來驗證一個簡單的統
計上測試。根據全球地圖集(讀這文摘1984年),全球七個最受歡
迎的都會區為(按照順序):東京─yokohama,紐約,墨西哥市,
京都,聖保羅,漢城,莫斯科。注意所有這些城市英文名稱字首是介
於M-Z之間,顯然的英文名字母序列後半段,即使都會區中小城市也
在這個範圍內,或很靠近。〞

      我們或許可以辯稱這可近乎完美無缺的一致性是緣於在隨機選
擇歡迎度與城市名稱上的一種意外。它也可能世界上大部份城市名稱
其字首落在序列的後半部份。要測試這個照字母序列的假說,從同一
來源選取了一個控制標本。其後七個最受歡迎的都會區(照順序)為:
亞加達,布宜斯諾恩,倫敦,龐貝,洛珊磯,開羅,Riode Janeiro。
除了最後一個城市,所有城市英文字首落在A-L部份,而且除了Riode 
Janeiro之外,第一、第二字母也都落在A-L。同樣的在統計學上,這
種種單獨受控於機運的概率很小。因而往往會否定了隨機的假說,原
因和結果明顯指示。

      雖然,進一步的研究是必要的,非常可能的似乎在字母序列中
後半部的名字給予一種財富與充滿的印象,因而吸引了大批的人類
們。雖然Rio de Janeiro是例外,非常可能的,這個城市被誤命名或
者其人口被低估了。就這個而言,也很明顯的表彰出字母序列──人
口的關系只有在高的人口尺度部份才突顯──也就是說,人口接近或
者超過一千萬以上的都會區,低於這個標準,則城市命名就混雜而無
特徵了,或許顯示了這些城市還未能達到一個穩定的人口平衡。
Riode Janeiro,在十四的最受歡迎城市的最後排名,是接近於測試
字母序列──人口總數現象的邊緣。

      看到了嗎?如何輕易的建立起一個選擇性的模式?這個是否應
該讓我們對以前所宣稱的〝在更新世末期,大型哺乳動物遭受到比平
均較高的滅絕命運,祇因為它們的體軀太大了〞激起了懷疑?倒底有
多少其它哺乳動物的特徵被調查過?或許真正的罪犯是食物或者牙
齒法瑯的厚度呢。我個人的觀點是,體型大小對更新世哺乳動物有所
影響,但是我就是無法去證實。


◎分類系統上的選擇性
      有一類的選擇性無所置疑──有些分類族群,在某些時段內具
有顯著的較高滅絕速率,不能僅解釋為偶然意外,想想看恐龍罷。以
前曾提到的加州大學(Berkeley)古生物學者Bill Clemens,在北美
洲西部內陸地區白堊紀最晚期岩石中所發掘出的脊椎動物化石,他收
集到大量有關其滅絕的高品質數據,在一篇論文中,他給了屬的數
目,如附表格:

動物名稱

滅絕前存活數

滅絕數

死亡比率

魚類

     

軟骨魚類

5

3

60

硬骨魚類

13

5

38

兩棲類

12

4

33

爬行類

     

魚鱉類

18

2

11

始鱷類

1

0

0

Eolatacertilia

     

蜥蜴類

15

4

27﹪?

蛇類

2

0

0﹪?

蜥臀類

8

8

100

鳥臀類

14

14

100

翼龍類

100

鳥類

哺乳類

     

Microtuberculata

11

4

36

有袋類

4

3

75

有胎盤類

9

1

11

《總合》

117 gen

50 gen

43

      總和平均的滅絕率43﹪,僅比在白堊紀末期平均屬的全球滅絕
事件稍高。在表中幾個族群,樣本很小且不規則性可能緣於機運。比
方說,在九個有胎盤類中,一個滅絕了(11﹪),而四類有袋類,
三個滅絕了(75﹪)。這樣比率的分歧差異,給我們印象似乎有袋
類較有胎盤類(我們自己的祖先),遭受更嚴酷的打擊,當然它們確
實如此。但是總數對統計學上的信心實在太小,因為我們實在不能夠
區分這樣具有整體性的奇特。

      然而,一些不相稱卻不能蹶釋為偶然的。兩個恐龍的族群,蜥
臀目與鳥臀亞目,總共有二十二個屬,所有都滅絕殆盡。在總體43
﹪的滅絕率,任何族群的二十二個屬都消逝僅因偶然意外的或然率是
零。即令我們知道了恐龍都全部滅絕掉了,來測試這個案例,仍然是
可以成立的。這意味著,恐龍真做錯了什麼事情。換句話說,它們有
某些特殊的傷感於不論什麼,造成了白堊紀的滅絕。

      這類狀況極為普遍,雖然不意味著很盛行,於滅絕事件中。對
海洋動物化石大樣本的巨觀統計分析,我曾經發現到超出一般的意外
而已,有幾個例子顯示明顯的分類上的選擇性。剩餘的不是很大,但
卻是真實的存在。

◎三葉蟲的基因不良
      在第一章中,我曾提到這本書的題目緣於我所發表論文有關於
對三葉蟲滅絕的研究。這個案例提供了另一例有關於分類選擇性。
在寒武紀(570-510ma BP)岩石中,大約有超過六千種的三葉
蟲被發覺並正式命名。這代表中寒武紀中所知化石種整體的四分之
三。到古生代末期之前,大約三億二千五百萬年之後(325ma),
所有三葉蟲都滅絕掉了。在測試假說中,對三葉蟲的種形成速率與滅
絕速率和古生代其它生物類似,我的問題在於:是否一族群大到像三
葉蟲一樣會僅因運道不佳而推向滅絕──就好像一個富裕的賭徒,祇
要給予足夠的時間會推向破產一樣。

      我應用數學模式(第三章提及)去估算三葉蟲可能滅絕是因為
在機運過度,其種之滅絕超越種的發生。其結果是一個小小希望的消
失,使得機運在三葉蟲範例中成為獨一的操縱機制。原來的預設假說
認為三葉蟲具有遺傳來的滅絕率與種的發生率相同於古代平均數顯
然是錯誤的。事實上,似乎三葉蟲具有(不明確的原因)較差的新生
能力或者較高的滅絕機制。要測試這後者的假說,我們發覺到滅絕可
信,只有在假若我們設想三葉蟲種的生命歷程較古生代平均值少14-
28﹪。

      從這個觀點,我總結出三葉蟲真的曾經做了什麼錯事(或話說
其它生物族群做了更好的一些事),因而傾向於基因不佳。當然,這
個分析並沒有個告訴我們倒底三葉蟲那點不佳,或者另外生物群那點
更佳。但這確是一個開端,它指示我們真正的茅盾差異性需要去深入
探尋。

◎一些推論
      假若生物群中真有一些較難受到致命打擊,壓力造成的滅絕必
然會在那群中生物種,看到共同的某些特徵。因為根據定義,族群中
的份子是由共同祖先而來彼此相關聯的,它們無可避免分享共同的特
質。比方說,所有份子可能具有同樣的新陳代謝率,或者體積,生態
環境的喜好。或地理分佈範圍,等等。

      這樣的分析,讓我們更進一步瞭解到為什麼恐龍在白堊紀末期
死亡殆盡而哺乳動物卻沒有,即令兩這者具有幾乎相同數量的種與
屬。恐龍顯然的分享有幾個特質使得它們較哺乳類動物更易受到傷
害。

      這並不意味著恐龍必然是弱者或較不適者。畢竟,它們成功存
活了有100-150百萬年之久呢。沒有任何中生代的生物學家能夠曾經
預測它們的式微沒落。我在芝加哥大學的同事,幾年前去世的Tom 
Schopf,曾經對恐龍的滅絕提出過一個極有趣的原因。他詳查所有
白堊紀末期恐龍的出現,注意到,在世界很多地區,無法確切的證實
恐龍在白堊紀最晚期實際上仍然存活。祇有在美國西部與加拿大地區
有明確的資料顯示在K-T界線之下有恐龍存活的證據,Tom推測某些
相當侷限性的事件或者在美國西部內陸環境上的擾亂殺死了恐龍,而
哺乳類動物卻在其它生存區域受到了保護。

      而我熟識的一些脊椎古生物學者卻非常懷疑在白堊紀最末期恐
龍真的祇侷限在北美西部內陸地區。因為不是那個領域的專家,我對
這一點沒有很好的背景知識去評估。但是假使Tom的概念是對的話,
我們將面對了很奇怪的基因不佳與運道不佳的糾葛混雜。恐龍具有壞
運道占據了那個區域面臨到致命受傷。但或許它們基因也有問題,不
能像祖先一樣具有遷徙並保持全球分佈的能力。這個質疑很快成為幽
暗陰鬱的,而我不願意宣稱我們還是可能並不在正確的思路上呢。然
而,我認為極明顯的,像地理分佈這樣單純的事可以很容易的意味著
介在存活與滅絕的差異。

      另一位芝加哥的同事,Dave Jablonski針對白堊紀最後一千六百
萬年期間生活的貝類化石做分析研究,他發覺到在大滅絕事件之前,
具有較廣泛地理分佈的種屬較那些窄分佈者更能忍受滅絕危機。但
是,至少在生物種裡,這種關係在K-T大滅絕事件中被打破了。換言
之,對生物種,寬廣的地理分佈在安靜時期提供了保護作用,但是在
大滅絕時期則不然。或許造成大滅絕的壓力分佈太廣泛了,以至於任
何地方都不安全了。然而,對屬而言Jablonski發覺到寬廣的地理分
佈仍然提供了在大滅絕時刻某些保護作用。因此,滅絕的選擇性可能
在分類層級上不同的層次有所差異。

◎結論
      滅絕明顯的某種程度上具擇性而且在不同時間上具選擇性,但
要驗證極其困難。不論實際上選擇層級如何,它絕不是非常突顯的。
每次在我們探索好的範例時,我們受到忽視而無所進展。或許我們是
在冒險讓我們過度的熱情來回答陰霾的氣氛。但這添增些許趣味與對
整個生涯的挑戰。能浸潤在一個困惑艱難科學領域中是多麼美好的一
件事──相對於那些通常稱之為硬邦邦的科學中。
 

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