【科學講堂】研動物骨重體型 可知生活環境

之前跟大家討論過鯨魚的龐大食量及牠們與生態環境的關係，鯨魚碩大的體型其實也值得探索，特別是近年發現一種龐大的鯨魚化石，更驅使了不少科學家反思動物體型背後的意義。

從鯨魚去了解動物體型

不難想像，要研究古代脊椎動物，科學家們會偏向關注骨頭化石。一般來說，哺乳類動物骨頭的橫切面看起來像法國麵包：外面是較結實、密度較高的「硬骨頭」，包圍着中間較低密度、質地像海綿的骨頭內部。

不過「外部」和「內部」骨頭的比例因動物的種類而異，例如河馬經常需要整個身體浸沒在水中，並穩固地在河床上行走，因此需要較多密度高的外部骨頭，因此總體來說河馬的骨頭較重。這類較重的骨頭，在海牛、弓頭鯨等等行動緩慢的海洋哺乳類動物身上也頗為常見。不過其他鯨魚的情況，又有點兒不一樣：牠們需要靈活運動去捕捉獵物，所以骨頭會比較輕。因此骨頭的輕重，可以反映出動物生活的模式。

古代鯨魚的化石，又反映出什麼呢？巨像秘魯鯨（Perucetus colossus）的化石，於2010年在秘魯發現，所以有如此的名稱。分析顯示，化石來自3千9百萬年前，體型極度龐大。巨像秘魯鯨的骨頭主要由結實的「外部骨頭」組成，因此出奇地重；科學家們估計，巨像秘魯鯨可能跟河馬相類，不必追逐快速跑動的獵物，甚至有可能以食腐肉為生。

在陸地上或是在水中生活，也會影響動物的身體成分。在陸地上生活的動物，身體所有的體重都要由四肢支撐，無形中限制了動物體型的大小；在水中生活的動物，可以善用水的浮力來分擔部分體重，因而體型龐大也不成問題，反而因為要利用海水浮力，身體中密度小的組織（比如說脂肪）就要有一定的分量，才可以有足夠的浮力來承托整個身體的重量，好讓動物自由地在水中暢泳。

跟其他哺乳類動物不同，鯨魚在青春期以後還會繼續生長，所以一般來說，年齡愈大的鯨魚體重會愈高。藍鯨、長鬚鯨是快速、有韌力的游泳家，不時進行長距離的遷移。和整個身體的重量相比，牠們骨頭的重量不大會跟隨歲數改變，代表在不同的成長階段，牠們都以適當的身體骨頭比例來增加游泳的效率。

弓頭鯨游速緩慢，皮下有大量鯨脂來保暖和儲藏能量；體型較大的弓頭鯨，身體骨頭的比例反而會偏低。科學家們估計，巨像秘魯鯨的生活習性應該跟弓頭鯨相類，被發現的巨像秘魯鯨骨頭化石已經十分龐大沉重，牠們整體的體重就可能更加龐大，或者比現今世上體型最大的動物藍鯨更重；同時科學家也認為，巨像秘魯鯨的體重相當不易估算，其中一個原因是巨像秘魯鯨可能擁有大量的鯨脂，這有助於平衡龐大骨骼帶來的重量，因此單憑骨骼重計算體重不見得準確。

小結

體型龐大的動物，驅使我們更進一步思考動物的身體結構和生活模式。巨像秘魯鯨在鯨魚的演化史中又代表了什麼？牠們處於鯨脂演化中的哪一環？這些都有待科學家們的進一步研究。

◆杜子航 教育工作者

早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。