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6個關於熊貓瀕危的真假傳言

科學松鼠會_96
・2013/12/05 ・3897字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 485 ・五年級

〈熊貓瀕危是因為繁殖力差嗎?〉中,我們論述了熊貓的繁殖力其實按熊科的標準並不低,如果沒有人為干擾的話完全可以自持。

不過除了繁殖力之外,還有很多其它的「指控」,在此也一一代熊貓同學澄清一下吧。

1. 熊貓的食性單一、缺乏適應力?

雖然熊貓確實是以竹子為主食,但偶爾也會打打牙祭的。野生的熊貓會吃草、野果、昆蟲、竹鼠、牛羚、甚至附近村落裡養的羊和垃圾堆的剩飯菜……好吧就沒有它不吃的,確實不愧熊科之名。前年武漢動物園的大熊貓甚至消滅了一隻藍孔雀。(參見〈熊牙利!熊貓兇猛!〉)umxyut_thumb

但就算忽略這些零嘴,食性單一也沒有什麼不對的。

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我們常常說「某某物種缺乏適應能力」,但其實並不存在一個抽象的「適應能力」,不談具體環境,「適應力」就是一句空話。大腸桿菌零下七十度深凍之後還能復原?你丟點灰色鏈黴菌在它身邊試試;蟑螂一個月不吃東西也餓不死?那先乾了這碗硼酸再說;水熊蟲真空能活五天?擱點兒硅膠快速乾燥再看看。世界上沒有萬能的生物,每一個物種都是針對它所身處的環境而演化來的,只不過當環境變化時,有些物種運氣好,在新環境裡也能順利生存—比如貓、蟑螂、麻雀和谷螟;而有些物種運氣不那麼好,面對人類世的新環境完全措手不及—比如猛獁象、渡渡鳥、袋狼、旅鴿……嗯,差一點還有大熊貓。

嚴格地說,自然選擇下「成功」只有一個標準:活著。而活著首先要應對的是當下的環境,而不是去預測對動物而言完全不可捉摸的未來變化。(迄今為止只有人類算是勉強有了一點預測的能力,偏偏還有很多人不願接受預測,頗為可惜。)以此而言,大熊貓其實還挺成功的—牠們的食物來源豐富,營養也夠用,還幾乎沒有競爭者和捕食者,更是演化出了「第六根手指」來抓握。人類帶來的環境劇變把本來活得不錯的大熊貓推入了瀕危,但這難道能怪它們嗎。

2. 熊貓是食肉目卻改吃竹子有違天性?

好嘛,天性是什麼,能吃嗎……images

如果回到柏拉圖時代,那麼每一個物種都有一個所謂的天性——也就是它的「本質」。不幸的是,演化論某種意義上是反本質主義的。從最早的生物直到今天,全部的演化過程都是連續的,你可以劃下一條線說這裡標誌著哺乳類的起點,但這和你說476年標誌著羅馬時代的結束並無本質區別—這樣的劃分只是為了方便,羅馬的影響並不是在那一天砰然歸零,哺乳動物也不是在這一刻如雅典娜般憑空蹦出來。

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因此,熊貓只不過是一個正在由肉食向植食過渡的物種而已,熊科本身已經是雜食了,完成了過渡的前半段,現在熊貓正在走後半。過渡固然會帶來一些不便,比如熊貓的腸子還保留了不少肉食者的特徵,消化的效率也不高;但如果因此把過渡全打成「違背天性」、「不適應」、「活該絕滅」的話,那麼不要說早期陸生,也別提原始脊椎,我們現在都還是七零八碎的DNA在水裡飄來蕩去呢。

3. 熊貓性格懶散、行動遲緩?

我一直主張,把所有說熊貓懶散的人拖到秦嶺去給熊貓拍照,拍不到正臉不准回來。哼。

好吧,某種意義上熊貓確實不算勤快,只要有吃的東西就不怎麼動。但是你我難道就比人家好到哪裡去了嗎……而且這又不是熊貓的特色。大部分生物都隨時面臨餓肚子的危險,沒事亂跑不但浪費能量,還有可能暴露在捕食者的眼中招來殺身之禍。好奇心強、整天不安分的動物其實才是少數派。

但是雖然熊貓平時不愛動,真要動的時候毫不含糊。至少每一個在野外追過熊貓的人都可作證,它爬山的速度足以讓人類望塵莫及。哪怕它在熊科裡還算慢的,也輪不到渣渣人類來嘲笑。tumblr_m0devyBcBa1qi2nneo1_500

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4. 熊貓應付不了竹子開花?

竹子大概每15年-120年會開一次花,開畢便死去,不同物種的竹子差別很大。每次開花通常是一定範圍內的竹子同步,這個範圍有大有小,但是範圍內也達不到百分之百的覆蓋率。更何況大熊貓常吃的竹子有三十多種,就是貧瘠的秦嶺也有三種,不可能全都同時開花。

其實想想也知道,熊貓吃竹子幾百萬年了,這期間竹子開花也不得幾十萬次,要是一次開花都挺不過去的話熊貓怎麼活到今天的……

甚至八十年代初期的那次竹子開花,如今看來也不是大問題。那一次開花的竹子中間留下了許多「綠洲」,大熊貓在期間穿梭也能填飽肚子。後續統計表明整個秦嶺只損失了不到30%的竹子生物量。當然,你不能因此事後諸葛亮地責怪當時的人。環境保護工作裡永遠都有不完全清楚的領域,但我們不可能等一切都搞清楚了再行動,因為自然界不等我們。

只有一個潛在的陷阱:氣候變化。如果因為氣溫和降水等等因素,竹子的分佈區和生物量發生了改變,我們就無法預料大熊貓的命運了;事實上已經有文獻計算出氣候變暖可能導致秦嶺一帶山區竹子分佈面積顯著縮小。覆巢之下無完卵,大尺度氣候改變不但影響人類,更影響所有的野生生物。

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5. 熊貓近親繁殖、遺傳多樣性低?

相關研究早在九十年代就有人做過,近年來也不斷有跟進的研究。基本的結論是:熊貓上一次達到種群高峰期是在3-5萬年之前,但在末次盛冰期遭遇了一次瓶頸。冰期過後有一定恢復,但到了近代又面臨人類的快速擴張。即使如此,現在大熊貓整體上並非近親繁殖的種群,其遺傳多樣性和很多遠親交配的食肉動物有可比性。只要人類不再橫生枝節,遺傳多樣性不是問題。

6. 熊貓遭到嚴重的盜獵?

謝天謝地,熊貓一不是中藥,二不是美食,三不是工藝品,四不是寵物,加上中國政府宣傳力度大、執法又極其嚴格(歷史上曾有至少三例死刑),所以當前針對熊貓的盜獵情況還不算太嚴重。許多別的保護動物就沒有這等好運了。

但是熊貓面臨另一個問題:獸夾獸套誤傷。利用獸套等捕獵的行為屢禁不止,在熊貓棲息地也常有出現。獸夾獸套的選擇性很差,而且在動物身上產生的結果也無法預料;哪怕是捕殺小型動物的獸套也可能纏在大動物的四肢上,帶來巨大的痛苦。因此,對於人類獵殺因素,雖然比較樂觀但還不能掉以輕心。

對了,凡是看到萌物第一反應是想抓回來養的,請自覺出去面壁五分鐘謝謝。pandaback

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那麼,導致熊貓瀕危的主要原因,排除所有其它可能,真相只有一個:

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【棲息地的縮小和破碎。】

上一次大規模的棲息地縮小是在末次盛冰期(1.8萬年之前)的時候,那次的確不能怪人類。但是接下來的事情就和人類脫不開關係了。5000年前在廣西來賓,大熊貓還和人類在同一地點生存過,有骨骼和陶片為證;而在河南淅川一帶,大熊貓甚至和貉、狗獾等等北方動物共存。然而接下來隨著農業的進步,低海拔地區人類人口激增,森林和竹林被毀,大部分地區大熊貓消失,如今只剩下秦嶺、岷山、邛崍、大小相嶺和大涼山這幾個分佈區,在1500-3000米這些不太適宜人類農業的區域。

就以漢中盆地為例,沿漢江發現的10處舊石器文化遺址裡就有兩處有大熊貓化石;然而自有文字記載的歷史開始,就不斷有大批人口遷入。元前771年犬戎侵周,大批鄭人南遷到南鄭;三國時期數萬戶災民從附近地區逃到漢中、城固;晉元康年間因為饑荒又是關西數萬戶逃到漢中。清代記載陝南山區的外省農民「僑寓其中,以數百萬計」。抗戰期間又有東部眾多居民遷入漢中;建國後更是人口爆炸、一發不可收拾。如石泉縣的人口就從康熙年間的兩千人增加到1949年的9萬人、1980年的17萬人。可以想見,在這樣的壓力下,且不說平原地區,連低海拔的山麓森林都大半被農田替代。秦嶺南麓農業生產上限在海拔1350米,熊貓的分佈下限也在1300-1400米,二者之間絕非巧合。

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棲息地縮小的另一個結果是各片區域之間失去聯絡。想像一座山峰遭到水淹,隨著水位的逐漸上升,原來一體的山峰會變成許多個大小不同的島嶼,即使島嶼本身還保留著一定的面積,切斷交流的後果也是緩衝能力大大降低。【之前說到的熊貓不怕竹子開花和近親繁殖,也全部是建立在棲息地不會遭到更多破壞、面臨更多破碎的前提之上。】當原先連成一片的環境變成千萬個孤島,就算總面積依然可觀也是沒有意義的。

顯然,這和人類的利益存在嚴重的衝突。我們要開路墾田修水壩建住宅,要養活自己;沒有理由認為熊貓的生存權就一定比人的生存權更高。tumblr_static_panda-sleep-2

更重要的是,和熊貓共居的老百姓才是保護的最重要的一環,忽視當地居民利益的保護是不可能成功的。一個理性的環境保護者所做的絕不是率獸而食人,而是儘可能地改變保護地的經濟形態,使得居民和環境都受益,或者至少一方不受更多損害。

從現在來說,最有意義的可能是兩件事:退耕還林和建立生態走廊。退耕還林的目的是擴大熊貓的棲息地面積,相應減少水土流失等災害;但是這顯然伴隨著耕地的縮小,產量的差值就必須要依靠各種新的農業技術來補齊。(沒錯,這些技術裡最有潛力的就是轉基因。)而生態走廊如果建立得當,能夠在不過於影響人類居住區域的前提下將幾個隔離的棲息地連接起來,從而大大提升熊貓種群的穩定性。

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與之相對的,熊貓最害怕的兩件事是新的毀林開荒,和未經仔細規劃的修路。前者容易理解,後者如果不專門留出野生動物過路的設施,就會將原本的棲息地一分為二、割裂開來。

如此麻煩,那我們究竟為什麼要費這麼大力氣保護熊貓呢?保護就真能救回來嗎?要不乾脆把熊貓全抓進動物園、甚至全克隆一份得了?就算現實中這些努力真是有用的、值得的,那是不是也該多分點兒資源給別的動物,平等一些比較好呢?

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轉載自科學松鼠會,作者Ent

延伸閱讀:

為什麼要保護熊貓

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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【成語科學】雨後春筍:「竹」要兩個月,就可以長得比你高
張之傑_96
・2023/06/07 ・1153字 ・閱讀時間約 2 分鐘

春季下過雨後,竹林裡的竹筍紛紛冒出來,人們以這個自然現象形容事務勃興。

讓我們造個句吧:

  • 我家附近建起好幾棟辦公大樓,小吃店如雨後春筍般出現,生意都很興旺。
  • 自從我家附近的農地改為都市用地,一座座大廈雨後春筍般拔地而起,往日的村野景致只能在回憶中尋覓了。
春季下過雨後,竹筍紛紛冒出來。圖/Envato Elements

竹子屬於禾本科,約有 1000 多種,矮的只有 10 幾公分,高的可以達到 40 公尺。竹子可以說是東方的植物,西方——無論歐洲或美洲——是不容易看到的。一般的竹子固然是圓的、綠的,但也有反乎常態的,像金線竹、墨竹、斑竹、方竹等等。

要講竹子的一生,免不了要從竹筍開始。竹筍是從地下莖冒出來的。冒得快極了,尤其是春雨過後,所以產生了「雨後春筍」這個成語。其實,雨後春筍還不算頂快,當竹筍冒得半高不高的時候,那才真快呢!最快的時候,一天可以長 120 幾公分!

竹子不論大小高矮,冒出地面約兩個月後就不再長了,此後不論怎麼施肥,都不再長高一點點、加粗一點點。一根竹子大概可以活 10 年到 20 年,因為地下莖不斷長出新的竹筍,所以我們感覺不出竹子也有生老病死。

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竹子大概可以活 10 年到 20 年。圖/Envato Elements

竹子很少開花,有的幾十年開一次花,有的上百年開一次花;一開花,竹子就死了——連地下莖也死了;然後由落在地上的種子,長出新的一代。同一個地區的同一種竹子,通常都是同時開花;所以竹子開花的時候,經常帶來自然災變。

貓熊的食物 90% 是箭竹,四川臥龍保護區的箭竹,每 45~50 年開花一次,因此每隔 45~50 年,大熊貓便要遭一次劫難。最近的一次開花是 1984 年,幸虧搶救得法,才沒有釀成不可收拾的災情。

貓熊的食物 90% 是箭竹。圖/Envato Elements

竹子中空外直有節,象徵了君子的虛心、正直、節操,這種象徵意義,到了畫家手裡,就化為濃淡有致的墨竹。古今以畫竹聞名的畫家首推清初的鄭板橋,他說:「凡吾畫竹,無有師承,多得於紙窗粉壁日光月影中耳。」當他罷官歸里,在一幅墨竹上寫下有名的題跋:「烏紗擲去不為官,囊橐蕭蕭兩袖寒;寫取一枝清瘦竹,秋風江上作魚竿。」

竹子也是製作管樂器的材料,所以古人將樂器稱為「絲竹」。竹子也可以製紙;製作各種器具更不在話下。用來紮鷹架,可以蓋幾十層的高樓,據說比鋼架還牢固。更妙的是,當年愛迪生發明電燈的時候,首先試驗成功的燈絲就是用竹子燒成的炭絲!

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我們的遺傳差異有多大?基因竟會影響我們的教育程度!——《我們源自何方?》
馬可孛羅_96
・2023/03/19 ・2958字 ・閱讀時間約 6 分鐘

族群間差很大?

要了解遺傳學家為何不再和人類學家手牽手,不再認為人類族群之間的差異小到微不足道,只要看看「基因組部落格主」(genome blogger)就可以知道。

在基因組革命開始之後,人們便在網際網路上熱烈討論關於人類變異的論文,有些基因組部落格主後來精通於分析網路上公開的基因組資料。

相較於絕大多數的學術界人員,基因組部落格主的政治態度往往偏向右派,拉茲布.可汗(Razib Khan)與迪奈可斯.彭迪可斯(Dienekes Pontikos)發表了各族群特徵的平均差異,其中包括了身體外貌和運動能力。

許多基因部落格組認為學術界人士刻意忽視了族群間的差異。圖/envatoelements

部落格「歐洲基因」(The Eurogenes)中,「哪個古代民族散播了印歐語系語言」這樣激起反應的標題,往往會有上千個留言灌爆。這個非常敏感的議題在第二部分中討論了,那些印歐語系者的擴張過程,被當成建立國家神話的基礎,有的時候受到濫用,如同納粹德國時期的狀況。

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基因組部落格主的信念,有部分來自於在討論各族群之間生物性差異時,學術界人士並沒有保持科學家追求真實的精神。基因組部落格主很樂於指出一項矛盾:學術人士基於政治正確所傳遞的訊息,說族群之間的特徵無法區別,但是在他們發表的論文中得出的科學結果卻不是這樣的。

族群內的差異比族群間大

我們知道的實際差異有哪些?我們無法否認,各族群之間有顯著的平均遺傳差異,不只有膚色,還包括了體型、消化澱粉與乳糖的效率、在高海拔地區呼吸的難易程度,以及某些疾病的罹患率。這些還只是我們剛發現的差異而已。

我預料,不知道更多的人類族群之間的差異,是因為能夠找出這些差異的適當統計資源還沒有投入。人類大部分的特徵,一如呂文廷所說,在族群內的差異要大過族群之外。

這代表在任何的族群中,如身高等絕大部分的特徵,都有位於高低兩個極端的個體存在,例如很高與很矮的人。但是這並沒有排除各族群之間在特徵上有細微的平均差異存在。

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高矮差異不分族群。圖/envatoelements

幾乎每次回爭論,傳統教條都沒能站穩腳跟。二○一六年,我參加了一場約瑟夫.葛拉夫(Joseph L. Graves)在哈佛大學皮博迪考古與民族學博物館(Peabody Museum of Archaeology and Ethnography)的演講,主題是種族與遺傳學。在演講中,葛拉夫舉出五個能夠大幅影響皮膚色素沉積作用的突變,在不同族群中這五個突變出現的頻率差異很大。

他把這個五個突變和腦中上萬個會在腦中活動的基因比較。他指出,會在腦中活躍的基因和那五個和色素沉積的基因不同,會在許多部位活動。有些突變會推動認知和行為出現某個面向的特徵,但是另一些突變會推動的是別的面向,各種作用相加就平均掉了。

但他的論點其實並不可行,因為在實際的狀況下,如果天擇對兩個分開的族群施以不同的壓力,有許多突變所影響的特徵,會如同那些受到少數突變影響的特徵,讓兩個族群之間產生平均差異。事實上,已知有由許多突變所影響的特徵(可能如同行為和認知),如同膚色這種由幾個突變所影響的特徵,也受到天擇篩選。目前最佳的例子是身高。

身高是由基因組中數千個有變異的位置所決定的,二○一二年,喬爾.赫斯霍恩(Joel Hirschhorn)領導的分析研究指出,天擇對於那些位置的篩選結果,使得歐洲南部人的身高平均來說比歐洲北部人矮。

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身高並不是唯一的例子,強納森.普瑞查德(Jonathan Pritchard)所帶領的研究指出,至少從兩千年前,天擇就作用在英國人許多特徵的遺傳變異之上,結果包括嬰兒頭部平均來說比較大,女性臀部也是(可能是為了要在生產時配合嬰兒頭部的增大)。

遺傳變異間接影響教育程度

遺傳差異間接影響到教育程度與認知行為。圖/envatoelements

人們很容易會想,遺傳影響體型是一回事,但是影響認知和行為特徵又是另一回事。不過這種界線已經打破了。如果你加入了某個疾病的遺傳研究,得填寫表格,註明自己的身高、體重和受教育時間長度。

丹尼爾.班傑明(Daniel Benjamin)和同事彙整了四十萬名有歐洲血統者的受教育資料,那些人提供自己的基因組資料,以供研究各種遺傳疾病。

班傑明等人找到了七十四個在受教育時間長的人中更為常見的遺傳變異,那些變異在受教育時間短的人中比較少見。這樣研究已經去除了受到研究族群中各種會造成影響的差異,結果很紮實。這些科學家還指出,雖然平均來說,社會影響力在這方面要大過遺傳,但是從遺傳去推測受教育時間長短的準確度不容忽視。

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他們指出針對受到研究的歐洲血統族群,設計一個遺傳預測方式,計算出其中完成十二年教育的概率為百分之九十六,而最低的則為百分之三十七。

那些遺傳變異怎麼影響到教育程度?馬上浮現的猜想是它們會直接影響學業能力,但這可能是錯的。

一項包含了十萬多名冰島人的研究指出,那些遺傳變異也會讓女性生第一個小孩的年紀增加,而且造成影響的程度要遠大於對於受教育時間的影響。那些變異可能是以間接的方式發揮作用,讓人們比較晚有小孩,使得小孩必較容易接受完整的教育。

這個結果指出了,在我們發現控制行為的生物性差異時,這些差異發揮功用的方式往往和我們無知的猜想不同。

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各族群間影響教育程度的突變在出現頻率上的平均差異,還沒有找出來。但是在冰島,從遺傳上預期年長者整體上受教育的時間要長過年輕人,這點讓我們警覺。

領導這項冰島研究的奧古斯丁.江(Augustine Kong)指出,這項結果代表了在上個世紀,天擇作用不利於預期受到有更多教育的人身上,就像是篩選出比較年輕就有孩子的狀況。

遺傳變異透過生孩子的時間間接影響孩子的教育程度。圖/envatoelements

由於在單一族群中,影響受教育時間的遺傳成因顯然於一個世紀內因為受到了天擇壓力而產生明顯的改變,那麼這個特徵在各族群之間出現差異也是極有可能之事。

影響歐洲血統教育程度的遺傳變異,是否會對於非歐洲血統者的行為發生影響,或是對結構不同的社會系統發生影響?這些沒有人知道。不過,如果那些突變對於某一個族群的行為會發生影響,很可能對於其他族群也發生影響,縱使這些族群的社會狀況有所差異。

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在遺傳所影響的行為特徵中,教育程度可能只是冰山一角。其他人也和班傑明一樣,發現了能夠預測行為特徵的遺傳因素,其中一項研究調查了七萬多人,發現到在二十多個基因中的突變適合用來預測在智力測驗中的表現。

——本文摘自《我們源自何方?:古代DNA革命解構人類的起源與未來》,2023 年 3 月,馬可孛羅出版,未經同意請勿轉載。

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馬可孛羅_96
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