【科學講堂】研恐龍糞便嘔吐物 揭史前生態環境演化
不久前香港出土了一塊恐龍化石，又引發了人們對這種神奇生物的好奇心。恐龍大約在距今兩億三千萬年前就已經出現，到距今兩億年前時成為當時世界的主宰。恐龍究竟是怎樣踏上雄霸地球的道路呢？這次就和各位分享一下近期相關的研究結果。
從恐龍出現到繁盛的，中間經過了大約三千多年。在此期間，恐龍的體型變得更龐大，種類變得更多樣化；與此同時，其他形態的爬蟲類動物和大部分大型的兩棲類動物卻在慢慢消失。為什麼會有這樣的改變？
其中一個猜想認為，物種之間的競爭是當中主要的因素，早期恐龍在生理或結構上有比同期其他生物更優勝的地方。例如，一直有科學家認為恐龍的後腿位於身體的正下方，再加上牠們靈活的腳踝，容許牠們能夠直立，因而讓牠們成為三疊紀後期高度敏捷、高效能的競爭者。
另一個理論指出，其他物種受各種隨機的環境改變，例如火山爆發、氣候轉變、彗星撞擊等影響而受到生存威脅，而恐龍相對能夠容易適應轉變，因此正好為牠們提供了發展的機會。
為了弄清楚恐龍稱霸世界的過程，近日有研究團隊從三疊紀後期至侏羅紀初年食物網的角度入手。他們分析了五百多個來自波蘭中南部的恐龍消化物化石，包括糞便、嘔吐物、腸道中剩餘物等等，可以幫助我們理解當時恐龍的飲食習慣。從這些消化物化石的尺寸、數量、成分，再和恐龍的骨骼、腳印作相互參考，能夠推斷出相關動物的種類、飲食習慣、體型和數量，再進一步建構出不同時間點的食物網，幫助我們追蹤生態系統中草食性動物和肉食性動物的數量跟體型如何隨時間改變。
這樣的研究運用了不少有創意的技術：例如利用色譜和質量的分析方法去分離各種的植物殘渣，再運用掃描電子顯微鏡來進一步分析；更有運用微型斷層掃描技術（microtomography）去重構消化物化石內部的立體結構。所幸的是這些化石中還保存有不少食物來源的資料（比如說牠們的表皮、骨頭、鱗甲、牙齒），能夠幫助我們斷定它們的基本種類。
這樣的分析有助我們了解恐龍當時是如何逐漸雄霸世界的。恐龍最初的祖先是體型較小的雜食性動物，其後再慢慢演化成早期的草食性和肉食性恐龍。到了大約兩億五百萬年前，大型的肉食性恐龍和用兩腿走路的草食性恐龍開始出現，當時氣候的轉變亦影響了生態系統中的植物族群，反而為有多種糧食來源的恐龍提供了發展的機會，慢慢取代了其他的競爭者，並讓恐龍體型變得更大、種類更多元化。到了侏羅紀初期，就出現了令人印象深刻的大型肉食類恐龍。
小結
這次分享的研究，增加了我們對恐龍演化的理解。不過，這個研究只局限於波蘭中南部，希望未來能有更多相類的研究，好讓我們有一個全面的了解。
●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。
