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羅塞塔始源小菊虎:9900萬年前失足,從此凝結在時間中

蕭昀_96
・2016/10/09 ・1558字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

琥珀是由古代植物分泌的樹液經長時間掩埋於地底下並歷經化石化的過程,最終形成的珍貴半寶石,要是當形成琥珀的樹脂在流出時包埋了週遭環境中的生物,就會穿越時空的限制成為珍貴的琥珀生物化石,為人類探索古代生物的珍貴研究材料。

包裹著羅賽塔始源小菊虎的琥珀生物化石。圖/作者蕭昀提供。
包裹著羅賽塔始源小菊虎的琥珀生物化石。圖/作者蕭昀提供。

緬甸出產的琥珀產量大、品質優良,定年的結果指出其年代約為 9900 萬年前(晚白堊紀,森諾曼階),緬甸琥珀保存大量完好的植物、昆蟲、節肢生物、小型爬蟲類,甚至是小型鳥類的翅膀,因而成為近年研究琥珀生物群的學者所專注的其中的焦點之一。

蓬萊異角菊虎 Fissocantharis formosana (Pic, 1910)異角菊虎屬是物種多樣性相當高的屬別,而蓬萊異角菊虎是臺灣產異角菊虎中常見的種類,棲息於低海拔森林且白天會訪花,部份種類的異角菊虎雄蟲具有特化的膨大構造,蓬萊異角菊虎則無(圖中為雄蟲)。圖/作者蕭昀提供
蓬萊異角菊虎 Fissocantharis formosana (Pic, 1910)異角菊虎屬是物種多樣性相當高的屬別,而蓬萊異角菊虎是臺灣產異角菊虎中常見的種類,棲息於低海拔森林且白天會訪花,部份種類的異角菊虎雄蟲具有特化的膨大構造,蓬萊異角菊虎則無(圖中為雄蟲)。圖/作者蕭昀提供

菊虎是一群色彩斑斕、身體修長且翅鞘柔軟的陸生甲蟲,目前已記錄超過 5000 個現生物種,有關菊虎的介紹可參考本文〈兩種以臺灣原住民族命名的菊虎新種:賽德克狹胸菊虎、鄒狹胸菊虎〉。已知的菊虎科化石紀錄多為琥珀包埋化石,而其中最早的報導紀錄則來自約 1.25 到 1.35 億年前的黎巴嫩琥珀(早白堊紀),只可惜該標本身體後方完全損毀,以致無法確認的正確的分類地位。

目前已被完整描述並發表的化石菊虎種類共 25 種,其中年代最古老的物種是今年上半年由奧瑞岡州立大學整合生物系的名譽教授 George Poinar 和義大利的菊虎專家 Fabrizio Fanti 發表的 Ornatomalthinus elvirae,屬於菊虎亞科的成員。

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而我們這個研究則發現並描述了保存於緬甸琥珀的另外一個種類,我們根據其形態特徵,判定這個 9900 萬年前不幸失足而被包裹入樹脂的苦主為尖鬚菊虎亞科(Malthininae)、小菊虎族(Malthodini)的成員,為已知尖鬚菊虎亞科年代最早的化石物種。我們將其命名為:羅塞塔始源小菊虎Archaeomalthodes rosetta, Hsiao, Ślipiński & Pang, 2016)屬名語源來自「古」(Archaeo-) 和「小菊虎屬」(malthodes);種小名來自「羅塞塔石碑」(Rosetta Stone),暗喻本種為探索早期菊虎演化進程中的關鍵線索。

羅塞塔始源小菊虎Archaeomalthodes rosetta,琥珀形成年代約為白堊紀晚期,從外觀特徵推測本種可能同其現生族裔般有著訪花行為。圖/作者提供
羅塞塔始源小菊虎(Archaeomalthodes rosetta),琥珀形成年代約為白堊紀晚期,從外觀特徵推測本種可能同其現生族裔般有著訪花行為。圖/作者蕭昀提供

除了上述兩個已描述的緬甸琥珀菊虎種類外,一些有關緬甸琥珀生物群的研究文獻,也不時提到菊虎科昆蟲的紀錄,推測本科的昆蟲在中生代末期應該已相當的豐富。此外,在已描述的化石菊虎科成員中,尖鬚菊虎亞科的物種占了大多數,顯示本亞科在菊虎科的演化初期中可能已具備了相當的物種多樣性。

羅塞塔始源小菊虎的整體外形特徵已和現生的尖鬚菊虎亞科相當接近,同時緬甸琥珀中亦有相當豐富的開花植物,推測本種可能同現生族裔有相同的訪花行為,有關於此部份則需要未來更多的化石證據去證實。

此研究成果於 2016 年 9 月 15 日,電子版線上刊載於古生物學領域國際期刊《白堊紀研究》(Cretaceous Research)。

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  • 此文由國立臺灣大學昆蟲學系學生蕭昀撰寫,響應 PanSci 「自己的研究自己寫」,以增進眾人對基礎科學研究的了解。

參考文獻:

  • Hsiao, Y., Ślipiński, A., Deng, C., Pang, H. 2017. A new genus and species of soldier beetle from Upper Cretaceous Burmese amber (Coleoptera, Cantharidae, Malthininae). Cretaceous Research 69: 119-123.
    Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cretres.2016.09.002
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蕭昀_96
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澳洲國立大學生物學研究院博士,在澳洲聯邦科學與工業研究組織國立昆蟲標本館完成博士研究,目前是國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所博士後研究員,曾任科博館昆蟲學組蒐藏助理。研究興趣為鞘翅目(甲蟲)系統分類學和古昆蟲學,博士研究主題聚焦在澳洲蘇鐵授粉象鼻蟲的系統分類及演化生物學,其餘研究題目包括菊虎科(Cantharidae)、長扁朽木蟲科(Synchroidae)、擬步總科(Tenebrionoidea)等,不時發現命名新物種,研究論文發表散見於國內外學術期刊 。

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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兩種以臺灣原住民族命名的菊虎新種:賽德克狹胸菊虎、鄒狹胸菊虎
蕭昀_96
・2015/04/08 ・1649字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 531 ・七年級

Figure

講到新種就好讓人興奮!雖然圖中的菊虎看起來只像是「觸角又長又不發光的螢火蟲」(咦?怎麼聽起來跟蟑螂也有點像?),但卻有好帥氣的原住民名字,牠們是新種菊虎:賽德克狹胸菊虎和鄒狹胸菊虎。

菊虎科(Cantharidae)是一群色彩斑斕、體態修長且翅鞘柔軟的陸生甲蟲。臺灣的菊虎已知有165種並複分3個亞種,其分類學研究始於二十世紀初,主要由歐洲學者發表了多數的種類,至今國內尚未有專家針對此類群進行專門研究。

黑足隱翅菊虎(Ichthyurus klapperichi Brancucci, 1983) 隱翅菊虎族是一群外型奇特的菊虎類群,牠們的腹部細長且翅鞘短小而無法完全覆蓋後翅。黑足隱翅菊虎是臺灣春夏季十分常見的隱翅菊虎,牠們喜歡聚集於殼斗科花叢間訪花,具有相當好的飛行能力。
黑足隱翅菊虎(Ichthyurus klapperichi Brancucci, 1983)
隱翅菊虎族是一群外型奇特的菊虎類群,牠們的腹部細長且翅鞘短小而無法完全覆蓋後翅。黑足隱翅菊虎是臺灣春夏季十分常見的隱翅菊虎,牠們喜歡聚集於殼斗科花叢間訪花,具有相當好的飛行能力。

由於菊虎的體色變異範圍非常大,所以很難從牠們的外表來鑑定種類。直到20世記中葉,堪稱菊虎分類之祖的Wittmer建立了以雄蟲外生殖器結構作為種類劃分的診斷性特徵後,全球菊虎科分類研究才開始有了系統性的發展。那為何要這麼害羞的以雄蟲的外生殖器結構作為物種定界的依據?

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這跟昆蟲學中的鎖鑰假說(lock-and-key hypothesis)有關。這是一種解釋昆蟲種間機械隔離的學說,認為昆蟲的雌、雄兩性的生殖器的相應如鎖與鑰匙般吻合,不同種間的關係明顯不同,走錯家門、帶錯鑰匙可是不得其門而入。

臺灣的地形變化多樣,除了地形隔離外,生物本身也因生態習性而導致的播遷能力不佳,長時間下來即使外表上變異不大,卻產生了物種分化。狹胸菊虎屬(Stenothemus)有別於多數喜於春季現身的菊虎,出沒夏末至冬季的中高海拔森林,夜晚具有趨光性,會被水銀燈的燈光吸引,臺灣本屬成員已知有四種,是筆者非常有興趣的類群之一。

粗腿單爪菊虎 Habronychus (Monohabronychus) multilimbatus (Pic, 1911) 單爪菊虎由於其爪子不開裂或基部不具齒凸而得名,粗腿單爪菊虎是臺灣產單爪菊虎中常見的種類,雄蟲的腿節膨大,雌蟲則否(圖中為雌蟲),白天會訪花而夜晚則具有趨光性。
粗腿單爪菊虎 Habronychus (Monohabronychus) multilimbatus (Pic, 1911)
單爪菊虎由於其爪子不開裂或基部不具齒凸而得名,粗腿單爪菊虎是臺灣產單爪菊虎中常見的種類,雄蟲的腿節膨大,雌蟲則否(圖中為雌蟲),白天會訪花而夜晚則具有趨光性。

2013年寒風刺骨的11月天,筆者與學長姐一同前往南投仁愛鄉中高海拔山區採集,一路上各種不順、意外連連,例如才剛出門筆者就把採集用具忘在搭車處的椅子上(等發現的時候人已經在海拔2100公尺的地方了……)以及臨時無法在預訂地點進行燈光誘集的窘境等等諸如此類,最後筆者隨意指向的一處路邊當採集點(就決定是這裡了!!),結果意外地在一群大和田氏狹胸菊虎(Stenothemus owadai)中發現一種外觀上與其他已知種略有差異的狹胸菊虎。

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直覺告訴我這可能是個尚未被描述的種類,回到實驗室後,筆者立刻開始進行雄蟲外生殖器的解剖以及比對,當那個擁有特殊幾何結構的外生殖器就這樣「啵!」的拉出來後,已經快要貼在目鏡睡著的我瞬間眼睛亮了,外生殖器結構跟已知種有著顯著的差異,證實這是一種新種的狹胸菊虎。

興奮之餘開始著手進行新種的發表,然而在2014年初夏一個意外的契機,筆者向農業試驗所和倫敦自然史博物館商借到一批產地為南投信義鄉、嘉義阿里山鄉,與筆者採集到的這種非常相似的標本,原來以為是同一種,沒想到檢查雄蟲生殖器結構後,竟然又是一另一個獨立的新種。由於兩個種類的模式產地與賽德克族和鄒族的世居地重疊,便以兩個臺灣原住民族命名為賽德克狹胸菊虎(Stenothemus seediq)、鄒狹胸菊虎(Stenothemus cou)。

  • 此研究成果於2015年3月25日,發表於國際期刊【動物分類群】(Zootaxa)
  • 此文由國立臺灣大學昆蟲學系大三生 蕭昀撰寫,響應PanSci 「自己的研究自己分享」,以增進眾人對基礎科學研究的了解。
  • 參考文獻:Hsiao, Y (2015) Description of two new species of the genus Stenothemus from Taiwan (Coleoptera: Cantharidae). Zootaxa 3937: 386–392. doi: 10.11646/zootaxa.3937.2.9
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蕭昀_96
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澳洲國立大學生物學研究院博士,在澳洲聯邦科學與工業研究組織國立昆蟲標本館完成博士研究,目前是國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所博士後研究員,曾任科博館昆蟲學組蒐藏助理。研究興趣為鞘翅目(甲蟲)系統分類學和古昆蟲學,博士研究主題聚焦在澳洲蘇鐵授粉象鼻蟲的系統分類及演化生物學,其餘研究題目包括菊虎科(Cantharidae)、長扁朽木蟲科(Synchroidae)、擬步總科(Tenebrionoidea)等,不時發現命名新物種,研究論文發表散見於國內外學術期刊 。