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中生代的潛水伕病

氮可溶於體液,在高壓下,溶於體液的氮會增加。在急速減壓的過程中,溶解在體液中的氮會急速釋放出來。突然出現大量氮的氣泡會造成損害,叫做潛水伕病。
 
 
 
空氣中氮氣所占的比率非常高(78%)。氮可溶於體液,在高壓下,例如人在深海中活動,溶於體液的氮會增加。在急速減壓的過程中,溶解在體液中的氮會急速釋放出來。突然拔出香檳酒的瓶塞,大量泡沫會湧出來,是同樣的道理。在動物身體裡,突然出現大量氮的氣泡會造成損害,叫做潛水伕病;如果堵塞微血管,會使得組織壞死。

陸地生物對這個問題沒有現成的解決方案,因為牠們很少陷入急速減壓的情境。海洋生物比較可能演化出應付的機制,以減輕急速減壓造成的危害。大部分海洋動物都以「行為」應付:盡可能停留在特定的海水層中;盡可能避免讓自己陷入急速減壓的情境。

美國堪薩斯大學人類學系生物人類學實驗室的醫學教授羅斯柴耳德(Bruce M. Rothschild),最近走遍世上各大博物館觀察魚龍化石,他想知道魚龍有沒有演化出因應潛水伕病的方案。這個研究只要觀察化石就可以了,因為急速減壓也會造成傷害骨骼的後果。他對這個問題感興趣,也許因為他是醫師出身。

由於魚龍的祖先是陸生爬行類,與鯨魚一樣,因此魚龍應付潛水伕病的特殊機制必須無中生有地演化出來。羅斯柴耳德推論,早期的魚龍會有較多潛水伕病損傷,例如骨骼中的空洞。結果他發現,中生代早期,也就是三疊紀(2.5~2億年前)的魚龍化石,沒有潛水伕病損傷;侏羅紀晚期與白堊紀的魚龍化石,則有15%出現潛水伕病造成的骨骼創傷。

這個結果讓人驚訝,因為那表示魚龍很快就演化出應付潛水伕病的法門,只是不知怎地後來又喪失了那一本領。不過,羅斯柴耳德醫師認為,比較符合實情的解釋是,魚龍的天敵造成他觀察到的結果。在中生代早期的大海中,魚龍幾乎沒有天敵。到了中生代中期,大型鯊魚以及海生鱷魚出現了,牠們專吃魚龍,從此魚龍經常為了逃命而必須急速變換在海洋中的深度。
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