JeJe4咖照's BLOG

本文是一系列有關化石的『石話石說』之旅的第2篇文章。

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[註1]: 文內所有照片的化石，均為筆者個人的收藏品。

[註2]: 稱之為沒膽的，一來因為海膽並非脊椎動物，沒有膽這個器官。二來逗趣。

[表1]  [石話石說系列] 已經po出的文章

      話說本系列遊記的第1篇敘述了星盾海膽化石(Astriclypeus sp.)，初看之下，長相可是與國人喜愛啖食的馬糞海膽的外觀差別很大啊。先插一句話，您吃海膽，絕對不是品嘗它的膽，而是吃鮮味豐腴的生殖腺。話題拉回來，兩者都是海膽，只是不同型式。當您把馬糞海膽(或稱白棘三列海膽)的棘刺都移除後，會露出一個類似照片1的介殼[這個不是化石，是現生海膽的空殼啦! 化石不可能有如此整齊均勻的顏色。若有的話，肯定是技術高超但最笨的人造膺品]。

[照片1] 可能是一種綠海膽(Clypeaster sp.)的介殼 [意思是棘刺都除去後的外殼]

從這個俯視角度來看，相信讀者很快注意到對稱的紋路結構。就說咱們人類吧，假設從頭到兩腿中央有一面垂直切穿軀體的虛擬平面，這時這個面的左右兩側是對稱的。並非所有生物都像人類擁有左右兩側的鏡面對稱[就像照鏡子，您自己在鏡裡有個鏡像]。

俯瞰綠海膽的頂面時，假設有一條穿越介殼中央的鉛垂線，無論是順時鐘或逆時鐘讓這條線旋轉72˚，介殼上的疣突孔洞組成的紋飾位置，幾乎與轉動前無分軒輊。在數學上稱這條鉛錘線為C₅線，所以綠海膽或馬糞海膽的介殼具有C₅對稱(5來自於360 ˚除以72˚;也就是連續轉個5次，就回到與最初還沒旋轉之前完全相同的狀態)。咱們甭管屬於數學群論(Group theory)的部分，反正這樣的對稱性與人類軀體的鏡面對稱性(數學上是一個C_s對稱)，完全不同的。

   為何要敘述對稱性呢? 本文第一段不是提到星盾海膽與馬糞海膽『都是海膽，只是不同型式』嗎? 因為像星盾海膽這樣的海膽，的確有一個與馬糞海膽或綠海膽不一樣的形式，就是外觀上的對稱形式。雖然星盾海膽或照片2的厚盾(楯)海膽介殼表面也有明顯的5個由許多步帶孔組成的瓣帶，但是您若讓前述的C₅線旋轉，發現轉72˚後，與原先的瓣帶位置無法重合。這意謂星盾海膽或厚盾(楯)海膽不是C₅對稱的客戶啦! 這時，若把人類那套C_s鏡面對稱搬過來，卻反而都兜上了。所以說星盾海膽或厚盾(楯)海膽是與馬糞海膽具有不同的對稱『型式』。習慣上，像馬糞海膽之類擁有C₅對稱的，被歸屬為『正型』海膽;而像星盾海膽或厚盾(楯)海膽具有C_s對稱的，則屬於『歪型』海膽--可不是心歪喔。

[照片2] 可能是一種厚盾海膽(Clypeaster sp.)的介殼[頂面]

   希望以上有關對稱性的敘述，沒讓準備看看這篇旅遊文有啥好料的讀者昏頭轉向，趕快打退堂鼓轉台了。上述的文字其實只是要反映一個觀念: 當我們旅遊時，自然界裡不只是山、水、動植物等，其實還有許多非常有趣，不一定立刻就會注意到的美麗，默默地在守在一旁，等著有心人去注意發掘到啊。

      接下來，請讀者容許筆者簡述照片2這件採集自鼻頭角附近新生代上新世沉積岩地層的化石(距今約260~530萬年之前)。厚盾(楯)海膽的屬學名是Clypeaster sp.，其中Clypeaster是屬名，sp.是因為不確定是哪個特定的種類名，以此標示 [這套命名規則由瑞典生物學家林奈先生推廣的。這個林奈，可不是製造熱水器廠的林內喔 ]。

   前面提過厚盾(楯)海膽是屬於有別於像個元宵節提燈狀的歪型海膽。說得更卻切些，它是歪型海膽中的沙錢類。若切除照片3(上古時代錢幣造型)的4個外緣突出物，再填滿懸掛功用的內槽溝，是不是有相當程度類似照片2的厚盾(楯)海膽了呢? 若您認為不夠像，那麼照片4&5應該能說明為何被稱作沙錢了吧? 它們是長得有點像銅板，喜愛在海底泥沙裡捉迷藏的小傢伙啦! 抱歉，寫得誇張了點，它們是濾食性生物，潛入泥沙中只是上餐廳找食物的啦。

[照片3] 投71縣道19.01km處 [萬豐村界碑]

[照片4] 米拉羽軸海膽(Scaphechinus mirabilis)化石 [採集自苗栗縣通霄鎮白沙屯更新世通霄層]

[照片5] 米拉羽軸海膽(Scaphechinus mirabilis)化石 [採集自苗栗縣通霄鎮白沙屯更新世通霄層]

   現在，筆者要稍微寫些有關於厚盾(楯)海膽的故事。以下部分的文字引用筆者從未發表過的書稿內容。

      沙錢與它的近親海膽，如楯海膽目(Clypeasteroida)與盔海膽目(Cassiduloida)，都具有左右對稱[就是前述的C_s鏡面對稱]，側視呈比較扁平如碟狀的介殼 [參見筆者於部落格另一篇文章: [40]:石話石說(1):膽小的『星盾海膽』中的[照片11](http://jeje4fp.pixnet.net/blog/post/272091480)]。

      厚盾海膽這樣的種類，介殼是由總共10組的雙排骨板構成[照片6]，其中5組構成步帶區(以羅馬數字 I~V標示)，另外5組則形成步帶間區(以阿拉柏數字1~5標示) [照片7]。所以簡介這幾個名詞，就像是新學期開始，每個學生都有姓名，都被指定坐在某個位置，這些名詞是統一的規範，做為區別辨識之用。

[照片6] 步帶區的雙排骨板 [就是辦帶內由一個個直立柱狀組成的上下2組橫列]

[照片7] 厚盾海膽(Clypeaster sp.)化石頂面的步帶區、瓣帶(petal)與步帶間區

   盾海膽是靠許多所謂的管足爬行的，這些管足就從位於步帶區的管足孔洞伸出來，然後這些短短的小腿腿就群力合作，讓海膽邁步行走。喔，對不起，寫錯了，是邁步爬行啦!這些位於底面的管足是海膽的運動機制之一[照片8]。介殼表面突起的棘刺是能夠旋轉活動的，是海膽的另一個運動機制。不相信嗎?去一趟海洋博物館、水族館或販售現撈的海產店，就知道了。化石只能告訴您屬於柯南偵探故事的一部分而已。如果現在世上沒有活的海膽，光憑化石，是沒有證據能斷定海膽的棘刺是運動工具之一。甚至會因為化石無法保留軟體的管足，我們根本無從知道有管足這回事，充其量是一群古生物學家持續就假設的管足這件事爭論不休。

[照片8] 厚盾海膽(Clypeaster sp.)化石底面的步帶區、瓣帶(petal)與步帶間區

   接下來，要介紹的是介殼上有關海膽的食、衣、住、行、育、樂的事情。抱歉，寫太急了，海膽應該是沒有衣與樂的需要啦!住的部分，之前已經提過它們是濾食性生物，所以喜歡鑽入海底泥沙中過日子，幾乎所有的吃喝拉撒睡都在那兒解決。這樣算來，屬於科普內容的就只剩食與育兩項了，因為行的部分，剛剛才簡單的敘述過管足與棘刺了。

      回到介殼的底面，海膽的吃喝與拉撒的器官就位在這個面上。首先是與海膽民生問題第一優先相關的，是吃飽肚子的事，那肯定是飯來張口。當然囉，它們是得自顧自的一群，除了休息與繁殖時間之外，差不多是無時無刻不在吃著的，畢竟底泥內的營養物有限。

      厚盾海膽的口約略位於底面的中央，正是5個步帶區相交合的位置[照片9]。由於筆者家沒有氣動噴砂工具，無法進行精細的清理，所以，照片9的海膽口，被電動工具上轉動的鑽石部件挫傷。不過，還是可以看出口的位置，大致在照片中『口』字的上方。其實就是一個洞，精細結構已經在清理過程中受損，無法辨識。

[照片9] 厚盾海膽(Clypeaster sp.)化石底面的口

   所有生物的攝食，第一目的就是為了新陳代謝所需要的補充材料而已。只有人類或其它靈長類才知道要追求口腹之慾。既然吃食物是為了進行新陳代謝的過程所需，代謝完畢之時，就是廢棄物產生的當下。厚盾海膽是循著步帶區III的方向前進，按理說該讓肛門位於口(嘴巴)的後方吧。沒錯，厚盾海膽的肛門正位於第5步帶間區，直直的在步帶區III軸線的遠後方，都瀕臨介殼的尾緣附近了。

[照片10] 厚盾海膽(Clypeaster sp.)化石底面的肛門

   交代完厚盾海膽的食、住、行後，就只剩下育這個課題了。海膽的口與肛門都位於底面，那麼會不會生殖器官也位於這個面呢?喔，不不不，不在這兒，活著的厚盾海膽的生殖器官，當然是長在介殼內的軟體。但要繁殖，就得把精子或卵子細胞送出體外，這就需要在介殼上有小孔，稱作生殖孔。不幸的是，這件厚盾海膽化石，在筆者將它由堅硬的岩層取出，清理時就發現這個區域的骨板早就消失。所以，只能在照片中以文字標示『生殖孔所在位置』，其實就位在步帶間區靠近步帶區接合處附近[照片10]。

[照片11] 厚盾海膽(Clypeaster sp.)化石底面的生殖孔

這些介殼身形弱不經風似的沙錢類海膽，，為什麼還會有如此多的化石留在地層裡呢?事實上，這些海膽在這一點上算是大智若愚的。比方說，楯海膽介殼的上下層之間，是由許多列用以強化介殼結構的拱壁(buttresses)與柱(pillar)連接著。或許這是為什麼您發現的沙錢海膽化石，仍然擁有相當的強度，而且數量多於另一款歪型的心形海膽的原因。在海膽石化的過程中，原有軀體上的孔洞經由「預礦化(preminilization)」而為海水中的礦物質填滿，原有的網狀組織則或經「置換(reolacement)」、或經「再結晶(recrystallization)」機制，逐漸成為比原有介殼更為堅硬密實的化石。  

這一集的『石話石說』之旅，就在此暫時落幕。因為筆者再寫下去，就會涉及許多讀者不曾聽聞的專有名詞與論述，恐怕會消化不良，反倒喪失寫作這些科普旅遊文章的原意。