古怪博物館
螺旋中的謎題旋齒鯊

文/林子揚 圖/江勻楷 (2021/2/27)

為了捕食菊石與鸚鵡螺,旋齒鯊的牙齒演化成特殊形狀。

 距今約二點八億年前的二疊紀淺海,各種帶殼的動物在海中優游;牠們有的大如車輪,有的小如硬幣,殼的形狀也五花八門,有些像是冰淇淋甜筒,另一些則像是綿羊的彎角,更多的則是漩渦狀。牠們是菊石和鸚鵡螺,和章魚、烏賊同樣是頭足類,在古生代到中生代時族群繁盛,大多數卻與恐龍一同滅絕,僅有少數鸚鵡螺存活至今。

 一條巨大魚影在不遠處虎視眈眈,牠瞄準一個反應遲鈍的目標,倏然游進菊石群中,受驚擾的菊石們紛紛四散逃離。巨魚緊追牠的獵物,張開血盆大口……那嘴中並無兩列森利的尖牙,卻有個「圓盤」插在下顎中央。

 沿著圓盤,排著十多顆牙齒,猶如木工用圓鋸。巨魚把這排鋸齒對準菊石柔軟的身體,使勁一夾,可憐的獵物很快停止掙扎,成為牠腹中佳肴……

斷層掃描 破解百年難題

 這個吃相特殊的巨魚,就根據牠特殊的齒列形狀,命名為「旋齒鯊」。這個稱為「齒旋」的構造,像是在一個形狀像蚊香的螺旋軸線上,由外而內排列數十至上百顆牙齒。最外側的牙齒可長達十公分,其後逐漸縮小,直到在齒旋中央消失。

 由於沒有現生物種可對照,這個齒旋該怎麼擺在旋齒鯊嘴裡,讓古生物學家傷透腦筋。從一八九九年首次發表至今,有超過十種不同的假說,甚至有人認為齒旋是鰭的延伸構造。

 直到近年,科學家用斷層掃描研究齒旋化石,才發現一枚保存特別完好的標本表面,有疑似雙顎和口中軟骨的印痕,才讓這謎團終於撥雲見日。

運用巧勁 品嘗菊石美味

 確認齒旋在旋齒鯊口中如何「安裝」,也有助釐清齒旋的使用方法。雖然看似鋸片,實際上,齒旋固定在旋齒鯊的下顎,無法轉動,實際運用方式也和鋸子相距甚遠。

 文章開頭提到,菊石徜徉海中數億年,牠們柔軟的身體包裹在堅硬的殼中,從盾皮魚到中生代海生爬行類,無一不覬覦這鮮味,化石上留下的無數咬痕就是最好的證明。

 靠強大的雙顎咬碎外殼,確實是個解決方法,不過旋齒鯊和其他「真始齒鯊」類的軟骨魚,卻用牠們特化的牙齒另闢蹊徑。

 以旋齒鯊而言,牠齒旋上的牙齒微微向內彎曲,咬住菊石的頭部後,再闔上雙顎,上顎軟骨和外側牙齒卡住菊石外殼,就能將柔軟的軀體「拖」出來。換句話說,假設菊石是一個罐頭,旋齒鯊的齒旋就像專用的開罐器呢!

研究困難 軟骨魚化石少 

 真始齒鯊這個演化支,大約從泥盆紀開始出現,在石炭紀到二疊紀期間分布於全球海域。從齒旋化石推算,旋齒鯊可能長達十公尺以上,應該是當時的頂尖掠食者。

 由於旋齒鯊除了牙齒以外全身都是軟骨,死亡後很快就會分解,目前僅發現各種不同尺寸的齒旋,未保存身體輪廓,只能參考現生軟骨魚體型相近的鯊魚暫時模擬還原。雖然旋齒鯊獨特牙齒的功能隨著研究技術的進展得以解謎,但牠真正的全貌卻可能永遠成謎。

想一想 過時的復原能帶來什麼想像?

 下方的插圖,列舉幾種過去科學家研究化石時,提出的齒旋位置假說。你覺得哪些推論看起來合理,齒旋放在那個位置可能發揮什麼功用?