演化

  • 深海生物的視覺適應(上)

    深海生物的視覺適應(上)

    隨著深度增加,陽光穿透進入海水中的亮度也隨之遞減。在深度接近千米之處已經是完全的黑暗,沒有任何的陽光可以穿透至此;然而在到達完全黑暗的深層水域以前,有一層光線微弱的朦朧區,視覺的適應與特化在此便扮演著重要的角色!部分生物擁有更為靈敏精良的視覺,另一部分卻走入視覺退化的演化胡同。無論最終為何,這些生物都是歷經長時間的適應與演化的結果!盲鰻:全身具有軟骨且口部無法像一般魚類自由開合,屬於較原始的魚類。退化的眼睛(如下圖)使牠們必須依賴敏銳的嗅覺來辨識食物的方向。以死亡後沉降至海底的魚類等動物屍體為食,偶而會吃掉漁民剛捕到的漁獲物,因此對漁民而言,是個麻煩人物!盲鰻頭部及其退化的眼睛盲鼬鳚:是非常稀有的深海底棲性魚類,眼睛已完全退化。擬海螯蝦:棲息於深海泥沙底質,退化的眼睛隱藏在頭胸甲前端的額角基部。

  • 靠屍體吃飯的埋葬蟲

    靠屍體吃飯的埋葬蟲

    昆蟲看似低等動物,其實不然!例如膜翅目裡的蜜蜂、螞蟻,等翅目的白蟻都發展出社會性群聚生活,單單個體與個體的溝通方式,就足以讓無數科學家花盡一生精力來研究。鞘翅目昆蟲中雖然沒有發展到「真社會性」的物種,但在個體互動的演化下,仍有一些甲蟲具有「亞社會性」的行為。 亞社會性昆蟲並不像真社會性昆蟲將個體分工到極致,甚至犧牲某些個體身體原有的功能,而只能在繁殖的過程中,組成短暫的社會基礎結構,例如「家庭」。在鞘翅目中,埋葬蟲科(Silphidae)的某些物種正是能組成家庭、繁殖後代的例證,牠們的行為與鳥類相比亦不惶多讓,因而使得美、日、歐的行為生態學者們紛紛投入研究。 埋葬蟲科的翅鞘與隱翅蟲類似,是屬於翅鞘縮短、腹部露出的型態,但最多3至4個腹節未有翅鞘覆蓋,不像隱翅蟲至少有4個腹節露出來。埋葬蟲的觸角也是分類的特徵之一,觸角呈棒槌狀,末端4節分離膨大成鈕狀,基節拉長成槍托形,許多種類觸角的末3節則

  • 「孢粉文字」譯出黃土高原歷史變遷

    「孢粉文字」譯出黃土高原歷史變遷

    中科院南京地質古生物研究所、中科院南京地理與湖泊研究所、蘭州大學西部環境教育部重點實驗室的專家利用植物「孢粉文字」,破譯出了黃土高原4萬多年來的歷史變遷。 科學家根據孢粉推斷植被環境 ,古植物的孢子和花粉大量散布在黃土中。由於植物的孢粉外壁堅固,能夠在地層中長時段埋藏而不腐爛,無論它飄落到哪裏,就保存在哪裏,甚至孢粉的土壤保存年代可以達到上億年。 本研究特意到黃土高原西部甘肅靜寧縣、秦安縣、定西縣等地採集黃土高原6個典型地質剖面的黃土標本,從中獲得了700餘塊孢粉樣本和209塊表土孢粉樣,這近千份孢粉樣本大約記錄了公元前4.6萬年至今黃土高原植被變遷過程。 科學家研究結果,從孢粉的分析來看,發現了松、雲杉、冷杉、鐵杉、櫟、菊科等數十種植物孢粉的記錄,專家們認為黃土高原在在4.6萬年的歷史中,有一半的時間,黃土高原是森林和草原的成分相互消長,在這段時間裏,黃土高原經歷過多次快速的「變臉」,歷

  • 新證據:鳥類先學拍翅 才會滑翔

    新證據:鳥類先學拍翅 才會滑翔

    長久以來,生物學家對於1億5000萬年前第一種鳥類「始祖鳥」如何學會飛行爭論不休。一派生物學家認為,鳥類的祖先是用兩腳行走的食肉恐龍,牠們起先在地面急促奔跑,而後學會只要鼓動兩支原始的翅膀,就可以到樹上避難。另一派認為鳥類的祖宗先學會從樹上或懸崖上躍下滑翔,而後才懂得振翅高飛。不過美國研究人員在最新一期《自然》周刊發表報告,指鳥類翅膀的拍動幅度其實較一般認為的小許多,也簡單許多。蒙大拿大學科學家戴爾和同僚使用4部同步高速數位攝影機,記錄北美「石雞」從孵出後第二天,到成年為止的活動。他們每兩天記錄一次,並將牠們身體和翅膀的10個特徵透過數位化記錄下來,藉此分析牠們的翅膀形狀、身體角度、攻擊角度、翅膀拍動以及其它變數。 令他們驚訝的是,石雞振翅時的角度相對於地面,都是在一個非常窄的範圍內,且這個範圍會持續下去,不會因從事的活動不同或年齡增加而出現變化。研究顯示,鳥會改變姿勢以完成高難度飛行,但

  • 熊貓未走入演化盡頭

    熊貓未走入演化盡頭

    卡地夫(Cardiff)大學科學家的一篇新論文,表示大熊貓將不會陷入滅絕。新研究發現大熊貓並非在「演化的盡頭」,而是可能有長期可行的未來。世界上最有魅力的物種之一大熊貓,在動物園和荒野中吸引民眾強烈的興趣。目前估計約有1600隻熊貓存活在荒野中。但是先前的研究發現,大熊貓離群索居、其特殊的飲食需求和緩慢的繁殖速度,已經導致缺乏基因多樣性,將使這個物種不可避免地滅絕。目前一項研究發現,物種減少最直接的原因可能是人類的活動,而不是基因不能適應和演化。「我們的研究挑戰了大熊貓到達演化盡頭的假說,布魯佛教授(Michael Bruford)說。「然而很清楚的是,這個物種的數量遭受人類活動如濫伐和盜獵的殘害。」大熊貓棲息在中國西南,是所有熊類中分佈區域最有限的。牠們的棲息地在1200和3500公尺的海拔間多山地區,而且局限於竹子灌木叢裡。熊貓的食物99%由30種竹子組成

  • 綠色學苑:改變人類歷史的蟲蟲危機――《人蟲大戰》

    綠色學苑:改變人類歷史的蟲蟲危機――《人蟲大戰》

    地球史上,昆蟲的出現已歷4億年,在牠們極度繁榮後,人類才姍姍來遲。但人類為求立足,常與其他生物相爭地盤,也常常發動戰爭,而昆蟲正是人類的強大勁敵,我們不僅改變昆蟲們的歷史,昆蟲更是數度改變了人類的歷史……《人蟲大戰》,顧名思義即是說明「人」與人所謂的「害蟲」之間對決過程,而本書分了7篇,將對決前後做了詳細敘述。首篇「開戰前世界」,將戰場――也就是地球的各顯生代如何讓昆蟲帝國興起一一說明,同時也介紹了昆蟲永遠的天敵――鳥類,將「蟲鳥大戰」過程做為借鏡。而正所謂「知己知彼,百戰百勝」,在第二篇「蟲族點將錄」及第三篇「昆蟲軍團的超絕戰技」中,完全介紹敵對軍團有哪些大將,以及這些大將們來頭與專長,例如:生存高手――蟑螂、顧人怨專家――蒼蠅、吸血主將――-蚊子、擾人小卒――跳蚤等。除了這些大將們,書中也介紹一些有較特殊生存技巧的昆蟲,會讓人真不禁感嘆昆蟲真是極為難纏的對手。

  • 從動物身上,看見和諧的可能

    從動物身上,看見和諧的可能

    「向動物學習」是人類嚴重撕裂大自然的一切後,才有所表現出的贖罪反省。多年前在《生態與演化潮流》(Trends in Ecology and Evolution)科學期刊,意外地刊登一頁漫畫,故事主角是炎炎夏日一隻斜躺於大樹下作白日夢的大猩猩。漫畫內容只是呈現大猩猩的夢,無任何文字。在夢裡大猩猩居然演化出僅用二隻腳走路了(這是只有人類才有的特性),爾後牠亦能夠手持棍棒來充當武器,緊接著是一連串手上持有武器的演變,先為刀盾,再來是步槍,最後是一位殺氣騰騰的全副武裝士兵和其配戴的衝鋒槍。突然間,大猩猩心存餘悸地驚醒,若有所思般竟然在樹下上吊自殺,似乎大猩猩想把未來如此相互慘殺的演化終止,死亡是最好的解決。

  • 猴子會相互學習使用石器 有人類的影子

    猴子會相互學習使用石器 有人類的影子

    據一份針對巴西僧帽猴(capuchin monkeys)行為模式所做的新研究顯示,猴子會相互習取使用石塊的技巧,而這種學習方式相當近似人類,換言之,其他靈長生物的一些行為表現與人類文化雷同;不過此立論仍尚待證實。巴西生物人類學家慕拉博士(Antonio Moura)在研究過程中,發現巴西東北部的僧帽猴群為了避開潛藏的掠食者,會集體敲擊石塊作為發訊裝置。類似的事例曾出現大猩猩與黑猩猩的群集之中,證實此類猿猴具有社會學習的能力,不過到現在為止,還沒有證據證明中南美洲的新世界靈長類也具有同等能力,其中包括僧帽猴。慕拉博士指出,持續敲擊物體是出自生物本能,在本研究之前所觀察到的敲擊行為,都是生物為了取得糧秣所致;但是敲擊石塊的舉止完全顛覆過去的觀察經驗。

  • 演化新知:世界上最大的花 原為一種小花朵

    演化新知:世界上最大的花 原為一種小花朵

    世界上最大的開花植物,是從極小的花朵演化成現在的尺寸。最典型的便是花體超過3呎寬、芽體尺寸如籃球般大的植物,這是本週植物學家在《科學》期刊中發表的最新報告。科學家們對大花草(rafflesia)的基因研究顯示出,大花草屬與大戟屬(poinsettias)、蓖麻、熱帶根系穀物木薯屬植物,以及橡膠樹的關係極為接近。哈佛大學藝術與科學學院演化生物學助理教授戴維斯說:「大花草的親系關係已困擾了植物學家將近200年之久,它是在一種熱帶藤蔓植物組織中的寄生植物,這種植物沒有葉片、嫩枝或根的部份,也令其難以與較常見的植物做比較。」「在過去25年,在植物的生命樹上確認植物位置的主要方式,是利用控制光合作用基因中的的分子標記,來找出先祖植物的痕跡。」戴維斯表示,「大花草是一種不行光合作用的寄生植物,這種基因已經幾乎消失了,這表示我們必須從植物基因組中的其他部分,去找出它的親系關係。」

  • 環境與生物間的互動

    環境與生物間的互動

    地球環境與生物的變動是互相依存的,例如空氣中二氧化碳與氧氣濃度的穩定,幾乎所有生物都有貢獻。若環境因子(例如熱浪、寒流、颶風、豪雨、乾旱或污染等)發生劇變,生物會跟著環境變動而演替。「物種」本身也是生態環境的一環,當有新的物種遷入、遷出時,也會造成生態系中其他物種的消長。最近科景網報導了一篇發表在著名《科學》(Science)期刊的論文,是關於生活在太平洋赤道海域的加拉帕哥斯群島上的地雀,這正是當年達爾文提出演化論所觀察的對象之一,所以又稱為「達爾文雀」。2003年,加拉帕哥斯群島上發生了嚴重的乾旱,導致地雀的食物(植物種子)大量減少,許多喙部較大的地雀大量死亡,少數喙較小的地雀因為吃得到較小種子因而存活。經過兩、三年,存活下來的地雀的平均喙長也變小了,驗證了達爾文的演化理論,也說明了植物群落因乾旱而改變,賴以維生的動物生態也跟著消長,這是生物隨環境改變所產生的適應性變動。

  • 蜜蜂基因定序 解群聚之謎

    蜜蜂基因定序 解群聚之謎

    「蜜蜂基因體定序學會」表示,他們已將西洋蜂的基因體定序完畢。學者認為,從基因體了解蜜蜂的遺傳與演化特徵,能讓我們更清楚蜜蜂社會如何運作。 蜜蜂是繼果蠅、瘧蚊,第三種基因體定序完成的昆蟲。基因體定序即將完成的昆蟲,還包括吃麵粉的甲蟲、蚜蟲與黃蜂。 華盛頓郵報說,參與蜜蜂基因體定序計畫的科學家共有150人,大約來自20個國家。他們費時3年處理分析了大量基因資料,最近在「自然」、「科學」等知名科學期刊發表了研究成果。 厄巴納─香檳伊利諾大學昆蟲學家羅伯森說:「有了這些基因體資訊,我們能找出與蜜蜂群居特性演化過程有關的所有基因,但這絕非一蹴可幾。」

  • 橫行溪流的鐵甲武士-淡水蟹 (三)

    橫行溪流的鐵甲武士-淡水蟹 (三)

    與台灣淡水蟹最有關係的地點是南投的日月潭,不但有一種的種名是以日月潭的舊名 Candidius 命名的(日月潭澤蟹 Geothelphusa candidiensis),甚至連屬名的字首都是(清溪蟹屬 Cadidiopotamon)。淡水蟹的研究通常與寄生蟲有很大的關係,例如會引發肺吸蟲病的衛氏肺吸蟲(Paragonimus westermani)就是以棲息於淡水域的螺類為第一中間宿主,而鄰近的淡水蟹則成為第二中間宿主,人們若吃了未煮熟的淡水蟹就會得到此病。一些研究寄生蟲的學者由於常發現新品種的淡水蟹,再加上其研究結果對於寄生蟲的防治具有很大的貢獻,因此有時會以其姓氏作為新種的名稱,例如俗稱「紅腳仙」的宮崎氏澤蟹(G. miyazakii)就是取名自九州大學寄生蟲學系的宮崎一郎教授;而邱氏澤蟹(G. chiui)則是取名自台灣大學寄生蟲學系的邱瑞光教授。