棘龍水下生活與古生物學研究新方法

棘龍 古生物學 耶魯大學 機器學習 演化生物學 水生適應

Summary

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一項發表於二零二五年十一月二十日《當代生物學》期刊的最新研究指出,曾生活在大約一億一千三百年至九千四百萬年前非洲北部的棘龍(Spinosaurus),極可能將絕大多數的時間花在水面下生活,而非僅僅在水邊覓食。這項由耶魯大學研究團隊主導的成果,為古生物學界長久以來關於棘龍生活習性的爭論提供了重要的量化證據。 研究團隊為了突破傳統化石解剖特徵證據分歧的困境,開發了一套利用機器學習的模型。該模型透過分析現生物種的解剖結構與已知行為之間的關聯,並結合源自第二次世界大戰期間用於估算雷達螢幕上敵機機率的統計技術,用來預測滅絕物種的水生習性與軟組織適應能力,其中前肢比例被證明具有極高的預測準確度。 研究結果顯示,棘龍的前肢比例強烈指向高度水生的生活方式,證實其擁有類似現代海豹或企鵝般長時間在水下潛水與獵食的習性。相對地,生活在二億九千萬至二億七千四百年年前的中龍(Mesosaurus)雖然能產下活幼兒,但其肢體比例顯示其屬於半陸棲生活,花費許多時間在陸地上,如同現代的短吻鱷或鴨嘴獸。 這項研究成功移除了古生物學家推斷古生物生活習性時的主觀性,展現了結合現代生物學數據、演化關係與歷史統計技術的跨領域研究價值。該方法未來亦可應用於人類祖先雙足行走及鳥類恐龍祖先飛行等其他重大演化轉變的研究中,有助於深入理解趨同演化與環境壓力的關係。

Key Points

01

🔹 棘龍水下生活新發現與生存時間

根據發表於《當代生物學》的研究指出,生活在大約一億一千三百年至九千四百萬年前北非地區的棘龍,透過全新的機器學習分析方法證實,其絕大多數的時間都在水面下度過,這支持了其具有類似海豹或企鵝般的高度水生獵食習性。

02

🔸 跨領域研究方法與機器學習應用

耶魯大學研究團隊結合了現代生物學的解剖與行為數據、傳統古生物學方法以及源自二戰時期用於估算雷達中敵機機率的歷史統計技術,對全球數百個標本進行測量、照片與電腦斷層掃描分析,成功移除了推斷古生物生活習性時的主觀性。

03

⭐ 前肢比例與預測準確度

研究發現前肢比例在預測滅絕動物的水生習性上極具資訊價值,透過這項測量指標,研究團隊能夠以超過百分之九十的準確度,預測一隻古代動物是否擁有軟組織鰭狀肢以及高度或完全水生的生活習慣。

04

📊 中龍生活習性的重新評估對比

與棘龍的高度水生形成對比,生活在二億九千萬至二億七千四百年年前的小型海生爬行動物中龍,雖然過去因產下活幼兒而被認為是完全水生,但其肢體比例顯示其屬於半陸棲生活,類似現代的短吻鱷或鴨嘴獸,並未完全離開陸地。

05

💡 趨同演化與未來研究展望

該研究展示了古生代海洋爬行動物多次重返水域所產生的趨同演化現象,即不同演化支系在相似環境壓力下各自獨立發展出類似的鰭狀肢等游泳特徵。研究團隊表示,此方法未來亦可應用於人類祖先雙足行走及鳥類恐龍祖先飛行的演化轉變研究。

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