「魚類耳石」揭示魚類演化歷史與生態適應的新線索
「耳石」為魚類內耳中微小的碳酸鈣結構，能協助魚類感知聲音與維持平衡；同時，由於其形態在不同魚類間具有高度差異，也長期被應用於魚類分類、古生物學與生態學研究。中央研究院生物多樣性研究中心的海洋古生物研究團隊最新發表的研究指出，魚類耳石不僅是分類鑑定的重要材料，也能保留魚類演化歷史與功能適應的訊息。
本研究以石首魚科魚類（Sciaenidae）為研究對象。石首魚科的魚類以能夠發聲聞名，並具有與聲音產生及接收相關的特殊構造。我們利用高解析度三維幾何形態測量（three-dimensional geometric morphometrics, 3DGM），分析石首魚科耳石的整體形態與細部結構，評估耳石形態如何同時受到親緣演化、生態條件與功能適應的影響。
我們將耳石三維形態所建立的形態樹與由 DNA 資料推估的分子親緣樹進行比較。結果顯示，耳石的整體形態具有微弱但可偵測的親緣訊號，代表耳石形態在一定程度上仍保留共同祖先所留下的演化痕跡；然而，耳石細部結構則較可能受到生態條件與功能需求影響。這也顯示，親緣關係接近的魚類不一定具有相似的耳石形態，而親緣關係較遠的魚類也可能獨立演化出相似的耳石構造。
此外，我們也發現耳石整體形態與泳鰾形態之間具有微弱但顯著的相關性。泳鰾是石首魚科魚類發聲與增強聲音接收的重要器官，因此這個結果支持聽覺功能與聲音溝通可能在石首魚科耳石形態演化中扮演一定角色。整體而言，這項研究指出魚類耳石可同時記錄兩種重疊的歷史：一方面是由共同祖先所繼承的演化訊號，另一方面則是與生態及功能適應相關的形態變化。
本研究的另一個重點在於方法上的突破。相較於傳統二維影像分析，三維幾何形態測量能更完整捕捉耳石的曲率、表面起伏與立體結構，特別是過去較容易被忽略的外側面形態。由於魚類耳石在地層中常能良好保存，這套方法未來也可應用於化石耳石，協助研究人員比較現生與已滅絕魚類的耳石形態，進一步重建魚類形態、感覺系統與生態適應在地質時間尺度上的演化軌跡。
本研究發表於Cladistics，由中央研究院臺灣國際研究生計畫（TIGP）生物多樣性學程博士生Dominique P. Mediodia主導，並由生物多樣性研究中心林千翔博士指導。研究團隊亦與比利時列日大學（Université de Liège）Evolution and Diversity Dynamics Laboratory 的 Valentin Fischer 博士與 Roland Sookias 博士合作。
本研究由國科會、中央研究院，以及比利時列日大學雙邊合作計畫經費支持。
石首魚科耳石的三維形態分析。利用三維幾何形態測量，量化石首魚科耳石形態並分析耳石形態如何受到親緣關係與生態適應影響。
耳石形態空間分析。石首魚科耳石的形態可呈現不同形態群，反映耳石形態同時受到親緣關係與功能適應影響。
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