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2018 年獲得奧斯卡四項大獎的電影《忘形水》(The Shape of Water) ,劇情描述了一個啞清潔女工與人-魚形生物在冷戰時代〔1962年〕戒備森嚴的「巴爾的摩」(Baltimore) 政府實驗室相戀的愛情故事 ── 究竟這樣的人-魚形生物在現實中有沒有可能在地球上出現呢?

故事場景發生在冷戰時期的美國政府研究部門,而這個在「亞馬遜河」(Río Amazonas) 裡捕捉到的怪異生物具有許多不尋常的特徵:半水棲、能夠在水裡和空氣中呼吸,屬於直立的人形卻又擁有水棲的鳍、蹼足與蹼掌,以及需要維持濕度的特化皮膚。究竟這樣的生物從生物學的角度來看,有沒有可能出現在地球上呢?這要先從我們和魚的關係開始說起。

Metaspriggina

海洋,是所有生物的共同母親;追尋生命的起源,人類和所有生物都源於水中;隨著時間推移,更複雜的身體結構才漸漸成形,各式特徵的分化與特化讓各種大大小小的生物得以在陸地、湖泊、海洋、溪流等不同的環境中生生不息。

幾乎所有的脊椎動物都起源自生活在五億多年前「寒武紀」(Cambrian) 時期的原始小魚 Metaspriggina。然後大約是四億年前,部分種類的古老的魚類開始使用充滿了肌肉的鳍在泥灘地上移動,牠們一部分的後代最終演化出能在陸地生活的肺以及腿。這就是最早的四足類:魚形、呼吸空氣、有最基礎的四肢型態,這類型的動物就是未來陸生動物的原形。

在四足類佔領大地之後,經過了數億年才輪到雙足直立的人形生物出現。根據 2008 年發表於《Science》 的「圖根猿人」(Orrorin tugenensis),目前最早的人形的直立化石證據來自八百萬年前。而在那很早、很早以前,人類的祖先早就失去了在水中呼吸〔無論是靠皮膚或是其他器官〕的能力,因此至少以現有的證據看來,我們故事中的主角「人魚先生與人類是近親的機率有點低啊。

Gill arch

雖然人跟魚很早就分家了,但仍能在人類的胚胎發育中,找到人類源自於魚類的痕跡:從鯊魚到人,每一種動物的頭在發育的過程中都會有四個「鰓弧」(Gill arch),處在早期階段的人類和鯊魚胚胎頭部的鰓弧長得非常相像。差別在於這四個鰓弧在鯊魚身上會發育成上下頷以及鰓部的結構,在人類胚胎腮弧則會發展成複雜的頭部構造,包括上下頷骨、聽骨、臉部肌肉、喉嚨的各部肌肉與血管等。

而人類的腦神經配線之所以相當複雜,也正是由於神經的發育起源各不相同。而若是鰓弧在發育時出現問題,也會造成某些孩子一出生的部分缺陷,如有些人在耳朵前面會出現「耳前廔管」(Preauricular sinus) 就是由第一和第二鰓弧結合而成的耳廓,在邊緣沒有完全融合而形成的小孔洞。

Preauricular sinus

不過即使人類還保留了一些些來自水裡的演化痕跡,要像《The Shape of Water》的故事主角的「人魚」有鰓的同時也能呼吸空氣似乎可能性較低,不過也不是沒有動物擁有這樣神奇的能力。

在現實世界中,能夠同時在水中和陸上呼吸空氣的物種早已存在,大家最熟悉的例子大概就是蛙類〔就是那種一直出門旅行死不回家的動物.......〕,蛙類的幼體也就是蝌蚪會在水中用鰓呼吸,成為成體後則會放棄鰓的構造改成利用皮膚與肺。蠑螈有些種類的成體則會同時具備可作用的肺部與鰓,不過這類生物通常也非常倚靠潮濕的皮膚進行氣體交換。

還有另一個同時具有鰓與肺的奇妙例子,是依靠鰓與功能性的肺作用來獲得氧氣的肺魚,神秘的是肺魚居然有可能會因為長時間無法接觸水面換氣時淹死;還有些水生的龜鱉類除了標配能呼吸空氣的肺,還可以靠皮膚與下半身的泄殖腔特殊構造從水中吸收氧氣,從事「非肺呼吸」。

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在電影《The Shape of Water》的世界中,出現了雙足直立、棲息在水中的人形生物──如果牠不是人類的近親,那又該如何解釋牠的出現?不同的環境條件與變化會不斷地影響在其中生活的生物,偶而會出現來自不同祖先的物種對相似的條件演化出相近的適應方法,也就是我們說的「趨同演化」(Convergent Evolution)。趨同演化解釋了為什麼許多並非近緣的物種會有相近的特徵,像是古代的魚龍與現生的海豚都有相似的流線型身軀、蝙蝠和鳥同樣都能飛行但形態差異很大的翅膀、以及烏賊和人類有功能相近設計迥異的眼睛。

理論上,如果我們要解釋親緣關係跟靈長類相當遙遠、卻長得像人的人魚如何在演化出現,最有可能的解釋就是趨同演化了,很可能牠的生存環境中有某些因子造成了和人類直立行走時相似的條件,也就讓牠出現同樣需要直立的身軀啦。

『好萊塢創造出源自於魚類、非常相似人類的兩足生物,絕對沒有違反任何演化法則。』「哈佛大學」(Harvard University) 的有機與演化生物學教授 Jonathan Losos 表示。

但也有可能是科學家想太多,無論對方是來自於亞馬遜密林或是深太空九號太空站,在好萊塢裡出現的各式各樣智慧生物常常都是「人形」。這樣的偏差可能隱含了過去人們認為人類位於演化「頂端」,因此智慧生物都會「類似人形」的這個誤解。

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實際上,到目前為止除了我們的近緣親戚「人猿」(Ape),沒什麼其他物種長得像人類,這點其實已經表示了人之所以長得人模人樣很可能「純屬演化上的僥倖」Jonathan Losos 接受採訪時表示。

『多數的趨同演化都會出現非常、非常多重複的例子,但目前我們已知的人形生物只出現過一次。靈長類的演化的確有可能再出現類人形的生物,但我看不出來其他的智慧生物有任何演化上的理由長得像我們。』

儘管從各種跡象看來,人魚先生不太可能在地球上出現,不過我還是那一句,生命充滿無限可能,而且現實也往往超出我們想像之外,人魚先生可能只是住在人類還沒踏足過的地球上某個角落而已!

而且,人魚先生是否其實已經出現過呢?!

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