科學人 7月號/2018 第197期

恐龍的卑微崛起路

恐龍究竟如何稱霸地球？過去15年來大量發現的新化石，讓古生物學家發現，恐龍在稱霸地球前也有一段漫長時間，在演化舞台上是邊緣角色。 撰文∕布魯賽特（Stephen Brusatte）
插畫∕葛尼（James Gurney）
翻譯∕王心瑩

重點提要 ■ 關於恐龍的起源，傳統觀點認為牠們天生具有超群的速度、敏捷度、新陳代謝率與智能，因此在地球初登場時迅速從競爭中脫穎而出，成功在全球各處繁衍。 ■ 新發現的化石，分析結果卻顛覆了傳統觀點，顯示恐龍有長達數千萬年的時間在演化史上屈居小角色，位處弱勢，後來才超越對手，稱霸整個地球。

千禧年之際，正值青少年的我，深深愛上了化石，當時，美國芝加哥的費爾德博物館恰好拆除腕龍骨骼（Brachiosaurus）換成霸王龍（Tyrannosaurus rex），把恐龍圖騰換成另一種，為博物館增添新氣象。下台的腕龍是食草巨獸，重量超過10隻大象，頸部彎成優雅弧度，高度遠超過博物館二樓的觀景走廊。新登場的則是有史以來最巨大、最凶惡的掠食者，體型大小約如巴士，牙齒宛如鐵軌釘，能夠咬碎獵物的骨頭。 我在芝加哥南方120公里處長大，四周盡是中西部平坦遼闊的玉米和豆類田。那些恐龍點燃我的想像力，於是我經常盡我所能地說服父母，開車載我去拜訪牠們。站在恐龍骨骼底下令我目眩神迷；相較於現今所有動物，恐龍的體型、長度和身軀都如此特異，無怪乎稱霸地球長達1億5000多萬年。牠們太壯觀了。 但恐龍如何達到這種地步？極度癡迷的那些年，我很少深思這個問題。正如同很難想像父母在我的年紀是什麼樣子，我只能猜想恐龍在很久遠以前的某個時刻突然出現，演變成有長頸和利齒的巨獸。這想法其實與20世紀晚期科學界的共識相距不遠，但我當時並不知道。傳統上認為恐龍很特別，天生擁有超棒的速度、敏捷度與新陳代謝率，輕而易舉便勝過牠們的對手、繁衍擴散至地球這整顆行星上，建立起恐龍帝國。 然而過去15年來，全球陸續發現豐富的新化石，對於最早期恐龍棲息的自然環境產生新見解，也以新方法建構恐龍系譜樹並分析演化趨勢，挑戰長久以來的觀點。這些進展訴說很不一樣的故事：恐龍的崛起是漸進發生，牠們最初有長達3000萬年只局限於世界少數角落，略遜於其他物種。直到掌握了幾次幸運的契機，牠們才崛起而逐步稱霸地球。

近期的熱門電影「侏羅紀世界：殞落國度」裡的恐龍張牙舞爪、凶狠無比。恐龍無疑是稱霸地球達1億5000萬年的優勢物種，但時間倒轉至2億5000萬年前的二疊紀末期，恐龍的祖先方才出沒。牠們的體型僅家貓大小，數量不多，是巨型鱷類和兩生類周遭的小角色。如果你回到當時，絕對料想不到這種弱小物種，竟然挺過大滅絕，而且還生長成巨大體型而稱霸陸地，〈恐龍的卑微崛起路〉令人好奇。一如「生命會找到出路」，恐龍如何找到自己的出路？〈恐龍鮮事〉還未完，行之有年的恐龍家族樹在去年3月引發論戰，牠們究竟該不該重新分家，請看有「龍王」美譽的國際古生物學家徐星細說〈恐龍分家內幕〉。

更多新發現的恐龍化石，讓古生物學家更了解恐龍。天文學家運用了各式新儀器，捕捉到光、微中子、重力波的訊息，這些來自天體的〈多重信使捎來宇宙訊息〉，也讓天文學家更了解宇宙。日本研究人員繼2012年諾貝爾生醫獎得主山中伸彌的幹細胞研究，找到了小鼠皮膚細胞轉變回幹細胞的「重設」按鈕，再誘導幹細胞發育成精子或卵子繁殖出小鼠，這個〈不孕新解：體細胞生殖〉或許能成為不孕夫婦的福音，但也引來重大的倫理問題。英國文豪王爾德說：「我們都生活在陰溝裡，但總有人仰望星空。」你也是星空下的好奇心嗎？特別企劃「科學大哉問」敘述關於時空、意識、生命起源等六大謎團的最新進展，滿足你的求知欲。其他更多精采篇章，請見本期《科學人》。

【關於封面】根據新的化石分析結果，恐龍的祖先只有家貓大小，既不強壯也稱不上敏捷，數量也不多，僅是巨型鱷類和兩生類周遭的小角色。牠們「幸運」挺過大滅絕災難，花了3000多萬年才成為優勢種——稱霸地球。

演化
28 恐龍的卑微崛起路
 文／布魯賽特（Stephen Brusatte）
 恐龍究竟如何稱霸地球？過去15年來大量出現的新化石，讓古生物學家發現，恐龍在稱霸地球前有一段漫長時間在演化舞台上是邊緣角色。

古生物學學
36 恐龍分家內幕
 文／徐星
 2017年3月的一篇論文掀起恐龍分類論戰，行之有年的恐龍家族樹究竟該不該重新分家，各方科學家看法互異。追究爭端，漸成分類研究趨勢的巨量資料分析原來暗藏弱點！

天文學
40 多重信使捎來宇宙訊息
 文／芬克拜納（Ann Finkbeiner）
 天文學家近來藉由光、基本粒子與重力波觀測宇宙中單一事件，能從這些最神秘的現象獲得更全面的資訊。這種綜合的觀測方式，開啟了多重信使天文學的新時代。

醫學
46 不孕新解：體細胞生殖
 文／溫特勞布（Karen Weintraub）
 未來，我們也許能把血液細胞或皮膚細胞轉化為精子或卵子，來繁殖後代。

心理學
54 我的東西撫慰我的心
 文／羅素（Francine Russo）
 你有對你而言無比珍貴的物品嗎？近年研究揭露，我們對所有物的依戀不僅來自於我們從中獲得安全感，也來自它們彷彿自我的延伸，帶有我們的本質。

海洋生物學
60 海洋小怪物 像植物也像動物
 文／密特拉（Aditee Mitra）
 科學家過去把海洋浮游生物區分成浮游植物和浮游動物兩大類群，但現在發現其中有更大一群是兼具雙重身分的混營生物，看似雜而不精，實則佔盡生存優勢，對於穩定魚類族群甚至減緩全球暖化也扮演重要角色。

特別企劃
69 科學大哉問  

71 時空為何物？
 文／馬瑟（George Musser）
 
74 暗物質的真面目？
 文／藍道爾（Lisa Randall）
 

76 意識哪裡來？
 文／柯霍（Christof Koch）
 
81 生命從何開始？
 文／索斯達克（Jack Szostak）
 
84 操控物質有極限？
 文／塞維基（Neil Savage）
 
88 我們究竟能知道多少？
 文／葛來瑟（Marcelo Gleiser）

科學人觀點　
6 CRISPR再扮刺客：療癒Cacao，甜美Cocoa！　
 文／曾志朗　

總編輯的話　
8 恐龍鮮事　
 文／李家維　

10 讀者論壇　　　

科學人新聞　
12 野地建屋，祝融肆虐
 死亡氣味有助蜂巢變乾淨
 雙語強化腦力
 窒息的大海
 南極真菌未來新藥？
 一覽世界科技進展
 懶骨頭人格會變？
 石墨烯：日常新妙用
 重繪銀河系地圖

教科書之外
22 適當的大小　
 文、圖／陳文盛

數往今來
24 摺紙與數學的交會　
 文／李國偉

網上世代　
26 建構更安全的網路環境　
 文／黃勝雄

專家看新聞
91 知識可以成為力量　
 文／沙洛維（Peter Salovey）

健康與科學
92 不需留戀類鴉片藥物　
 文／華立斯（Claudia Wallis）

資訊世界
94 利人利己的應用程式　
 文／波哥（David Pogue）

真真假假
96 你會上網查詢什麼？　
 文／薛莫（Michael Shermer）

反重力思考
98 動物放屁大全　
 文／米爾斯基（Steve Mirsky）

生物手記
100 體色多變的無殼蝸牛－－山蛞蝓　
 文／蔡奇立

科青愛讀冊
102 「觀念科學四部曲」跳脫公式與教條才能看見科學的美妙　
 文／林榮崧

圖表會說話
104 過好日子也要愛地球　
 文╱菲謝蒂（Mark Fischetti）、圖表╱法拉葛潘（Federica Fragapane）

《科學人》雜誌－全球科普雜誌第一品牌

自2002年創刊以來共11年榮獲出版界最高榮譽雜誌出版金鼎獎！身為全球科普雜誌的第一品牌，《科學人》一直領先報導全球最先進的科學脈動與產業趨勢，除生命演化及天文奧秘的探索外，也包括成就未來經濟創新的各種工具：「NBIC，Nano-Bio-Info-Cogno（奈米科技、生物科技、資訊科技與神經科技）」，及其聚合衍生的「長壽醫學」、「未來能源」、「淨化科技」、「即時通訊」、「人工智慧」及「前進太空」等產業趨勢內容。除了原Scientific American文章精確編譯外，台灣延伸企劃採訪篇章更佔40%以上，藉由淺顯易懂的編輯呈現方式，帶給產業精英、知識家庭、高中及大專院校師生最具未來性的知識力。

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問，時間為何物？（2016/9/20全新出版） 台灣大學物理系教授 高涌泉 專文導讀

窺探大腦（2016/10/20修訂版）  中央研究院院士 曾志朗 專文導讀

發現天文之美（2016/11/20修訂版） 國立自然科學博物館館長 孫維新 專文導讀

掌握數位生活（2016/12/20全新出版） 台灣大學資工系教授 林守德專文導讀 活靈活現動物行為（2017/1/20全新出版）金鼎獎科普作家 張東君 專文導讀