【漾新聞記者陳雯萍／高雄報導】遠古生物沒留下化石也能溯源？國立中山大學生物科學系助理教授費卡契（Martin Fikáček）領銜的跨國團隊，研究兩類現存牙蟲的游泳行為與身體結構，首次提出「牙蟲游泳演化推論」，證實其游泳能力來自同一祖先，研究成果登上國際頂尖期刊《英國皇家學會會報》（Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences），為全球首例以現存生物重建滅絕物種祖先型態的案例。
費卡契指出，牙蟲（Hydrophilidae）為一類水生甲蟲，大多數不具游泳能力，但其中僅有一支系可游泳，且出現兩種截然不同的泳姿。一種如貝牙蟲（Berosus），會將身體翻正，以狗爬式方式用後兩對腳推進，體型修長；另一種如球牙蟲（Amphiops），維持倒立以仰式泳姿，僅靠中間兩隻腳划水，體型則近半球狀。研究團隊利用高速攝影與微型斷層掃描技術，分析其骨骼與運動模式，並發現兩者皆擁有能防止游泳時體型變形的特化骨化構造。
該結構成為關鍵線索，費卡契團隊據此推論，這兩種泳姿可能源自同一位於演化樹深處的牙蟲祖先，即便該祖先型已滅絕、無任何化石可參照，也能藉現生物體特徵重建其功能與生態樣態，開創古生物演化推論的嶄新研究模式。過去甲蟲的游泳能力被認為是多次、各自獨立演化，費卡契的研究首次打破此一框架，顯示牙蟲可能源自單一起源的游泳祖先。
研究指出，半球型的球牙蟲多棲息於水生植物如睡蓮根部的交織環境中，靈活的仰泳模式有助穿梭於複雜空間並避開掠食者；而貝牙蟲則棲地開闊，採用速度快、直線推進的狗爬式游泳，適應快速逃脫的需求。兩者演化方向雖不同，但皆從中間型祖先分支而出，形成「靈活度」與「速度」的適應特化，反映環境壓力對行為演化的深遠影響。
此研究由費卡契主導，結合來自丹麥自然史博物館博士生胡芳碩、德國萊布尼茨研究所罗孝竹、中興大學應用經濟系關貫之、德國耶拿大學Rolf Georg Beutel、中興大學紀凱容團隊及觀察家生態顧問有限公司劉興哲等跨國與跨領域專家，運用高速攝影、微型CT掃描、行為學實驗及演化分析等技術，提出令人驚豔的生物演化新視角。
費卡契強調，本研究不僅是全球首次成功以現生物重建遠古滅絕物種的運動行為，也證明即便在無化石佐證情況下，透過跨學科合作與尖端科技，仍可描繪祖先型樣貌。研究成果可作為生物學與古生物學研究的重要參考，為更多物種的起源研究打開全新方法論途徑。
期刊全文可見：https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2024.3093
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▲沒化石也能溯源？中山大學重建遠古牙蟲泳姿
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