科博館跨領域研究登國際期刊 揭七千萬年前竊蛋龍陽光孵蛋之謎

竊蛋龍是一種中小型恐龍,生活於白堊紀時期的亞洲與北美;圖為科博館生命科學廳恐龍時代展品。(相片提供/國立自然科學博物館)

【邱國榮整理報導】即使台灣未曾發現恐龍化石,仍能進行精細的恐龍研究。由國立自然科學博物館副研究員楊子睿、國立清華大學動力機械工程學系教授李明蒼,與現就讀哈佛大學的蘇雋佑組成跨領域團隊,透過1:1模型與熱力學模擬,發現約7000萬年前的竊蛋龍主要依賴「太陽熱能」孵蛋,而非僅靠親代體溫,為鳥類孵卵行為演化提供關鍵證據。研究成果已於3月17日刊登於國際期刊《Frontiers in Ecology and Evolution》。

研究團隊打造模型裝置,模擬親代伏窩時熱能如何在巢穴中傳遞。結果證實,竊蛋龍依靠陽光孵蛋的程度遠勝於成體體溫,與現代鳥類的孵化方式截然不同。(相片提供/國立自然科學博物館)

熱力學模擬實驗:太陽輻射熱勝過親代體溫

研究團隊以白堊紀恐龍「黃氏河源龍」為原型,在台中市霧峰區的農田重建其蛋窩環境,並製作具熱傳導特性的模型與假蛋,模擬成體伏窩時的熱能傳遞。結果顯示,竊蛋龍巢穴中來自陽光的輻射熱遠高於成體體溫,顯示其孵化策略與現代鳥類以體溫為主的方式顯著不同。

蘇雋佑在團隊指導下,製作具熱傳導特性的樹脂假蛋,以台中市霧峰區的一處農田為實驗基地,藉此模擬親代伏窩時熱能如何在巢穴中傳遞。(相片提供/國立自然科學博物館)

破解非同步孵化之謎:演化中的過渡階段

竊蛋龍自20世紀初於蒙古戈壁沙漠被發現以來,其繁殖行為備受關注。過去研究指出,其蛋窩呈多圈圓環排列,中央留有空隙,使成體與蛋的接觸有限;同時,化石紀錄顯示其具「非同步孵化」特徵,但孵化順序究竟由內而外或由外而內,長期未有定論。

本研究透過熱學模擬提出關鍵解釋:孵化順序取決於成體覆蓋蛋窩的程度。若蛋窩完全覆蓋,內圈因接近體溫而先孵化;若僅部分覆蓋或未覆蓋,外圈因接受較多陽光輻射熱而優先孵化。此一發現顯示竊蛋龍處於演化過渡階段,兼具利用「環境熱能」與發展「接觸式孵卵」的特徵。

楊子睿指出,本研究為少數將熱學模擬導入古生物學的案例,補足單靠化石形態推論的限制,也解釋了過去觀察到的兩種孵化模式差異。

科博館內典藏的竊蛋龍蛋窩化石是此次模擬實驗最重要的原型。(相片提供/國立自然科學博物館)
竊蛋龍的蛋窩呈多圈圓環狀排列,中心留有空隙,因此身體接觸到蛋的程度遠低於現代鳥類。(相片提供/國立自然科學博物館)

跨領域合作與科學教育:台灣科研實力接軌國際

科博館館長黃文山則表示,科博館長期深耕竊蛋龍研究,從早年證實其具雙邊輸卵管,到近年探討非同步孵化,累積國際領先成果,此次更結合工程與物理方法,展現跨領域研究的重要性。

此外,本研究亦展現高中生參與科研的潛力。第一作者蘇雋佑在高中時期即投入研究,並以此成果於2022年獲得旺宏科學獎銀牌,後取得哈佛大學全額獎學金。研究團隊強調,台灣雖缺乏恐龍化石,但憑藉科博館的國際級典藏與跨學科合作,仍能在全球古生物研究中占有一席之地。未來將持續導入力學與工程模擬方法,深化對恐龍生殖與演化機制的理解。

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