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《生命的躍升》─ 窺見生命演化的驚奇

cacbug
・2012/07/17 ・1500字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 571 ・九年級

看到這本書的中文版在台灣上市讓我感到非常興奮!因為我自己在一年多前讀完英文版就非常喜愛,那時候還曾經留言給貓頭鷹出版社的社長希望他能夠考慮翻譯與出版,當時其實沒有得到任何回音,而回想起來那時還真是一個唐突的舉動,現在見到這本書卻讓我倍感開心。

兩年前我開始接觸尼克.連恩博士的第一本書《Oxygen: The Molecule that Made the World 》,就被他豐富學識與充滿邏輯的方式討論氧氣怎麼影響生命現象的發生所吸引,因此趕緊訂購其他兩本他的著作《 Power, Sex, Suicide: Mitochondria and the Meaning of Life 》以及《 Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution》。從閱讀他的著作中很容易發現他的寫作風格,他會從各種面向去討論一個主題,論述不同時期科學家們的想法,討論這些想法是否合理甚至指出有哪些錯誤之處。我認為科學研究是進行式,科學家們不斷地去提問試驗,以證據來做出合乎邏輯的推論,我們會看到每個觀念被創建被推翻的過程不斷地發生。這是科學最重要的精神之一,從連恩博士的每一本書裡面都可以讀到這種科學的動態變化,這是我喜歡他的寫作最主要的原因。

這本《生命的躍升》是他綜合了前兩本書關於生命孕育與演化過程的想法匯整,然後再提出十項關鍵創新(inventions),我認為算是一本集大成的著作。這十項關鍵創新看來都是非常合宜的選擇,尤其把焦點集中在生命的演化過程。其實演化的概念對於我們一定不陌生,達爾文所提出的天擇與適者生存是基本的原則,然而連恩博士是具有生物化學背景的科學家,因此他對於生命演化的探討除了傳統概念的架構之外,他還考慮到細胞裡面的生化反應機制,這是非常不同於其他的演化書籍。尤其是第一章與第二章對於生命的起源說幾乎是當前演化科普書最精采的論述了!例如他從熱力學的角度切入,說明課本上讓人熟知的太古濃湯(primordial soup)不一定真的能夠產生生命所需的物質,而後新的發現提出深海裂谷的熱泉能夠提供足夠的能量,才是最可能造成生命的起源。

這本書的每個章節都會提及每項研究發現的歷史事件,包括發現的過程與想法的衝擊,或者不同派系之間的爭論,每個研究團隊抽絲剝繭並且彼此競爭,像是第六章〈運動〉討論到肌肉的運動,十八世紀時期賈法尼主張動物電流對上伏打的單純機械主義,因為政治的因素,伏打的觀念成為當時的主流;直到十九世紀才被德國人亥母霍茲證實賈法尼所提出的動物電流才是讓肌肉產生力量的原因。科學研究不僅只有實驗成果可以讓我們獲得知識,研究的過程也藏有許多發人省思的心路歷程,這些故事讓這本書讀起來更增添許多趣味。

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關於生命演化的十項關鍵創新裡面,我個人認為〈意識〉這章所提到的論點稍顯不夠有力,連恩博士主要是在討論大腦怎麼「感覺」環境與什麼是所謂的「感覺」。當然,這是非常複雜也尚待更多研究的領域,許多問題都懸而未決,例如神經的編碼是怎麼造成意識本身?意識從何而來?期待在不久之後能夠有更加讓人信服的觀點與實驗出現。

這本書的難度其實偏高,對於欠缺生命科學背景的讀者來說,可能會感到有點挫折,需要做額外的功課增加生物學的知識,才更能理解到這本書的豐富內容與討論。但是,這本書每個章節的故事非常引人入勝,是會讓人著迷其中,如果想要了解近代生物學對於生命演化的解釋,這本書絕對是一時之選,非常值得推薦給對於生命的現象充滿好奇的讀者們!

如果回到大學的時候,我衷心地希望生物學教授們的手上都有這本書,透過他們的專業背景跟連恩博士的論點產生碰撞,在課堂上帶給學生們更多面向的討論。畢竟這並不是一本教科書,絕對不可能把生物演化的各種問題與論點包括其中,但是這本書可以做為火種,點燃生命之火。

(這是與作者訪談的影片)

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cacbug
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研究昆蟲的人,腦袋不時地轉來轉去,對於這個世界充滿好多想像與疑問。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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人類有可能扮演上帝嗎?喬治.丘奇的基因科學之夢(上)——《未來的造物者》
臉譜出版_96
・2023/11/11 ・3188字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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上帝、教會與(有點長毛的)長毛象

幾乎所有文化在面對生命本源的問題時,都會用一些角色與故事回答問題。在希臘神話中,最初只有卡俄斯(Chaos)——虛無——的存在,接著蓋亞(Gaia)從虛無而生,然後生下天空烏拉諾斯(Uranus)。他們的後代包括泰坦(Titan)、獨眼巨人(Cyclopes)、百臂巨人(hundred-handed creatures)、諸神(赫斯提亞〔Hestia〕、狄蜜特〔Demeter〕、宙斯〔Zeus〕等),以及後來的人類。古蘇美人則相信母神納木(Nammu)生下了天與地,並且誕下動植物與人類。在拉科塔族(Lakota)傳說中,這個世界存在之前還有另一個世界,那個世界的人類罪孽深重,因此大靈(Great Spirit)用洪水淹沒大地,只有烏鴉康吉(Kangi)活了下來。大靈另外派三隻動物取了泥回來,由大靈塑造成土地與世界各地的動物,然後又用紅、白、黑、黃四色的泥塑造出男人與女人。而在基督教故事中,上帝先是創造出無形的荒蕪,接著創造光、天空、土地、動物,以及掌管所有生物、後來成為人類始祖的亞當與夏娃。

這些故事都編造於我們理解生物學、天擇與生命演化之前。《創世紀》(Genesis)記載了許多戲劇化的故事,故事中世界遭遇危難、一家人盼望生下孩子,還有人遠行尋找未來的家園,它的多位作者根本沒聽過好幾世紀後達爾文對於天擇的觀察,也沒聽過格雷高爾.孟德爾(Gregor Mendel)提出的遺傳法則。(若能研究《聖經》中幾個著名家族——例如撒拉〔Sarah〕、利百加〔Rebecca〕與拉結〔Rachel〕的家系——的基因序列,那也許可以找出她們難以懷孕或成功生育的原因。)

圖/wikimedia

蘇格蘭哲學家大衛.休謨(David Hume)曾觀察到,我們人類共同的這些創世神話之所以存在,是因為我們需要用有因果關係的故事理解周遭世界,也是因為當社會規則有前後文脈絡時,社會才能運作得更好。那麼如今,隨著合成生物學打破我們自古流傳下來的規則,迫使我們重新思考這些規則的合理性、挑戰自己原先相信的起源故事,我們又該如何是好呢?到了今天,科學家忙著在數百間實驗室裡幻想、設計與生產生命的未來——而在其中一間實驗室裡,一位備受敬慕的研究者邀我們檢視與調和自己對科學及信仰的信念。

***

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喬治.丘奇在生物學界絕對算得上「大」人物,他同時是麻省理工學院與哈佛大學的教授與實驗室主任。即使不穿鞋,他的身高也達六呎五吋(約一百九十五公分),校區內甚至有幾道門太矮,他必須彎腰低頭才有辦法通過。他擁有天使般大大的可愛笑容、紅潤的雙頰、一頭茂密的白髮,以及蓬鬆的長鬍子。簡而言之,他可說是聖誕老人的遺傳學家弟弟,脾氣也和聖誕老人同樣和藹可親。人們常因丘奇的研究主題而將他和查爾斯.達爾文——甚至是更偉大的人物——相提並論。在討論如何利用合成生物學設計與操控生物學未來時,喜劇演員史蒂芬.荷伯(Steven Colbert)一度打斷了丘奇,急切地問道:「我們有重新設計的必要嗎?」他接著說道:「第一次發明我們的是上帝,是創造天地的主。先生,你這是在扮演上帝嗎?你這個鬍子的確很有假扮上帝的潛力。」荷伯也許沒發現,他這句笑話其實有幾分真實,因為丘奇花費了大量心血想創造新生命,以及復活已死的生物。

患有猝睡症的科學家
合成生物學讓創造新生命及復活已死的生物變得可能。圖/giphy

丘奇在一九五四年誕生於佛羅里達州麥克迪爾空軍基地(MacDill Air Force Base),從小在鄰近坦帕灣(Tampa Bay)的中產階級社區長大,生活環境不算特殊。丘奇的父親是空軍中尉,同時也是賽車手、光腳滑水運動員,比起寧靜的家庭生活,他對刺激的活動感興趣得多。丘奇的母親則是律師、心理學者與作家,她優秀又有想法,早就受夠了丈夫的行徑。她兩度再婚,第二次對象是一位名為蓋洛.丘奇(Gaylord Church)的醫師,蓋洛正式收養了當時九歲的喬治。喬治立刻對繼父包包裡的醫療器材深感興趣,蓋洛教好奇的兒子如何消毒針頭,甚至偶爾讓喬治為他注射藥物。

這段時期,丘奇在天主教學校的老師都對他頭疼不已。丘奇雖然禮貌,卻頻頻提出修女們答不上來的問題,經常帶著老師們鑽神學的牛角尖。他高中就讀麻州名聲極佳的寄宿學校——菲利普斯學院,也就是馬文.閔斯基的母校——這所學校就比較適合他了。他在此鑽研電腦學、生物學與數學——卻也發現自己越來越無法在夜裡完全入眠,日間也難以保持清醒,即使在他深愛的數學課上也會打瞌睡。其他學生不停拿這件事笑他,代數學老師甚至叫他乾脆別來上課了:既然他這麼常在課堂上打瞌睡,那就自己想辦法學數學吧。丘奇為自己辜負師長的期許而感到羞愧,同時也恨自己無法融入群體。

後來他就讀杜克大學(Duke University),睡眠問題仍不見起色,他常在會議或研討課中不小心睡著,睡幾分鐘後聽見自己的名字,他又會像沒睡著一樣猛然驚醒、回應對方。有次在一位系主任的課堂上,系主任見學生斗膽打瞌睡,甚至氣得拿粉筆丟他。儘管如此,丘奇還是在短短兩年內拿到了化學與動物學的學士學位,接著繼續在杜克大學讀生物化學研究所。他很快便被晶體學(crystallography)吸引,這在當時是一門新學問,可用以研究轉運 RNA(tRNA)的三維結構,深入瞭解這種負責解碼 DNA、將遺傳指令運輸到細胞其他部分的 RNA。

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丘奇常在會議或研討課中不小心睡著,但聽見自己的名字又會像沒睡著一樣猛然驚醒、回應對方。圖/giphy

丘奇的睡眠問題並沒有好轉,大多數人都以為他不過是太無聊或在做白日夢,孰料他其實是無意間迅速進入了睡眠的快速動眼期(REM sleep)——也就是人們睡眠時做夢的階段——並且將清醒時的想法帶進了夢裡。在清醒夢狀態中,他看見了未來的各種可能性,探索了不同排列組合的科學方法——換作是清醒的人,絕不可能想到用如此古怪、瘋狂的方式應用科技。

在學生時期,丘奇老是因太過好奇與容易分心(當然還有打瞌睡)而惹上麻煩,他每週花上百小時做尖端晶體學研究,以致從不出席核心課程,最後想當然耳被當掉了。他被逐出了生物化學系,只能試圖轉系、繼續從事研究,然而他修的課程太雜、個人名聲不佳,而且研究領域又很奇怪,沒有教授想收他。此時的丘奇二十歲了,他發表過重大論文、獲得了著名的國家科學基金會(National Science Foundation)青年學者獎,卻被學術界的官僚體制拒之門外。

話雖如此,丘奇仍設法轉學到了哈佛,並下定決心讀完研究所。到了哈佛大學後的第一學期的早秋某一天,丘奇上課遲到了幾分鐘,於是他悄悄溜進教室、在最後一排找位子坐下。他取出筆記本、抬頭看向老師的投影片,赫然發現當日主題是自己的一篇論文。那堂課的教授是分子生物學界首屈一指的學者華特.吉爾伯特(Walter Gilbert),他沒發現丘奇也是這堂課的學生。(吉爾伯特在三年後因開發出 DNA 定序的早期方法之一而獲得諾貝爾獎。)

丘奇繼續做著生物化學相關的夢,提出了許多大膽的想法,其中之一是能低成本且快速解讀 DNA 的機器,還有一者是用現成分子改寫基因體、改良自然造物的方法。在他的想像中,他可以用特定的酶修改基因體當中不同的部分,還能讓神經多樣(neurodiverse)者——例如有強迫症或自閉症的人們——調控他們的特殊能力,而不是用藥物抑制這些能力。丘奇的想法被他帶進了實驗室,他致力於基因體定序與分子多工(molecular multiplexing)的研究,後者是能夠同時定序數條 DNA 的技術,不必像當時廣受使用的方法一樣,一次僅定序一條 DNA。這其實不是新技術,但大部分科學家認為這種想法太過荒謬,所以並沒有繼續順著這條路研究下去。丘奇證實了此事的可行性,一次定序多條 DNA 的方法很快便被許多人接受,大幅降低了 DNA 定序的成本。

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——本文摘自《未來的造物者》,2023 年 11 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

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臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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陸地上的首批動物是什麼?又是如何上岸的呢?——《直立猿與牠的奇葩家人》
大塊文化_96
・2023/08/19 ・3911字 ・閱讀時間約 8 分鐘

從志留紀末期到泥盆紀這段時間,地球的大陸成了首批陸生動物的家園。
狀似馬陸的呼氣蟲是最早的節肢動物先驅。
同時,蜘蛛與蠍子的早期親屬,也利用已在地球表面建立起來的植物與真菌生態系。
牠們在陸地上進食、繁殖與死亡,為陸地食物網增添了新的複雜性,也為後來從水邊冒險登陸的其他動物提供了獎勵。

動物隨著地球的演化踏上岸

隨著地球表面被植物染綠,動物跟隨植物的腳步上岸只是時間問題。

隨著地球表面被植物染綠,動物跟隨植物的腳步上岸只是時間問題。圖/envato

第一批維管束植物在地球大陸的年輕土壤中安家後不久,節肢動物踏進了這些矮樹叢。這些無畏探險家留下的最古老證據之一,是在蘇格蘭亞伯丁附近出土的一塊化石,名為呼氣蟲(Pneumodesmus)。

牠是一種多足類,與馬陸和蜈蚣屬於同一個群體。雖然原本將牠的年代界定在四億兩千三百萬年前的志留紀,但是近期研究顯示牠可能更年輕,生活在最早期的泥盆紀。

無論如何,到了泥盆紀,動物已經在陸地上站穩腳跟,而呼氣蟲更是最早在地球上行走的動物之一。

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發現目前唯一的呼氣蟲化石

目前出土的呼氣蟲化石只有一件,而且只是一塊一公分(○.四英寸)的身體碎片。

然而在這一小塊化石中,可以清楚看到很多隻腳,從一隻可識別的馬陸狀動物的六個體節長出來。

呼氣蟲的外觀可能和這種現代的馬陸很像。圖/大塊文化

更重要的是,呼吸結構的細節清楚可見:外骨骼角質層上有稱作氣門的孔。這些氣門讓氧氣與其他氣體進入並離開身體,這塊化石也是根據這項特徵而命名為呼氣蟲(Pneumodesmus 的「pneumo」來自希臘文的「呼吸」或「空氣」)。

這塊化石提供了第一個呼吸空氣的決定性證據,這是一種全新的演化適應,為數百萬微小的節肢動物探索者,以及追隨牠們的捕食者,開放了大陸的表面。

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最古老的多足類演化過程

在泥盆紀,呼氣蟲並非獨自生活在植被中。還有許多多足類和牠一起生活,最古老的多足類化石出現在志留紀與泥盆紀的岩層。

儘管不屬於任何現代的馬陸或蜈蚣群體,牠們是現存馬陸與蜈蚣的早期親戚,外表與馬陸和蜈蚣非常相似,具有分節的長條狀身體許多腳―馬陸每個體節的兩側各有兩隻腳,蜈蚣則只有一隻。

目前已知有最多腳的馬陸是全足顛峰馬陸(Illacme plenipes),擁有七百五十隻腳。現存的大多數馬陸都是食碎屑動物,以腐爛的植物為食。這些動物的化石紀錄很少,因此每一件化石對於我們瞭解生命從水裡浮現的過程都特別珍貴。

一隻有著 618 條腿的雌性 Illacme plenipes。圖/wikipedia

最早的多足類,可能是受到早期植物產生的新食物來源所吸引,才來到陸地上。

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最早的蛛形綱動物也充分利用了頭頂上的廣闊天地。蛛形綱動物包括蟎、蠍子、蜘蛛與盲蛛。牠們有八隻腳(不同於昆蟲的六隻腳),大多數仍生活在陸地上,儘管少數(如水蛛〔Argyroneta〕)又回到水中生活。

奧陶紀與志留紀的化石顯示,蛛形綱動物和其他節肢動物可能在更早的時候就偶爾會出現在陸地上,但是到了泥盆紀,有些已經完全過渡到能夠呼吸空氣的狀態。最早的蛛形綱動物是角怖蛛,這是一個已經滅絕的群體,看起來像是蜘蛛與蟎的雜交體。

蟎與擬蠍也很多,後來還有類似蜘蛛、具有吐絲管能製造絲的始蛛(Attercopus)。就像今天一樣,這些早期的蛛形綱動物大多是捕食者,可能以其他從水邊冒出來的節肢動物為食。

到泥盆紀末期,出現了第一批昆蟲,據估計,昆蟲構成今日地球上所有動物生命的 90%。最後,一些脊椎動物也過渡到陸地上,這或許是受到尋找新的食物來源所驅動。

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我們所知的陸地生命基礎終於到位了。自此之後,演化在這些群體中繼續發揮作用,創造出我們今日所見的驚人多樣與多量。

節肢動物牠們有什麼用處呢?

節肢動物通常被看作是害蟲,昆蟲尤其如此。

然而,牠們在整個地球的運行中扮演十分重要的角色。現在有超過一萬六千個多足類物種、六萬種蛛形綱動物,以及大約一千萬種的昆蟲。

牠們不僅在地球最早期生態系中舉足輕重,至今對自然界及人類的世界仍然非常重要。

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多足類處理森林中的落葉,成為營養循環中的一個重要齒輪。蜈蚣通常是捕食者,最大的蜈蚣甚至能吃小型哺乳動物與爬蟲類。

蛛形綱動物大多也是捕食性的,因此在調節獵物的族群數量方面,發揮重要的作用。這裡所指的包括昆蟲害蟲在內,這些害蟲數量不受控制,就會損害植物的族群數量。因此,不起眼的蜘蛛對人農業非常重要。

蟎與蜱可以寄生並傳染疾病,對人類及其他動物構成威脅,其他昆蟲也會造成類似的危險。然而,昆蟲的角色變化多端,其價值確實無法估量,包括生產蜂蜜,甚至以其勤奮的活動精明操控整個生態系,例如蜜蜂、螞蟻與白蟻。

許多節肢動物都有毒,有些對人類甚至具有致命性。然而,讓獵物喪失能力和死亡的毒液也可發揮其他用處;蜘蛛毒液已被用作替代的殺蟲劑,科學家也正在研究其醫藥用途,以及在新材料上的應用。

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蜘蛛毒液已被用作替代的殺蟲劑,科學家也正在研究其醫藥用途,以及在新材料上的應用。圖/envato

此外,節肢動物可以為包括彼此在內的無數動物提供食物來源。許多節肢動物是人類的食物,包括狼蛛、蠍子、蚱蜢、白蟻與象鼻蟲等。

目前,世界各地有多達二千零八十六種節肢動物被當成食物,而且至少從舊石器時代開始,牠們已經成為食物的來源。

有人認為,隨著人類人口不斷增加,昆蟲尤其可能在未來提供重要的蛋白質來源―這是資源密集型肉類養殖的替代方案。

我們很難想像一個沒有節肢動物的地球;事實上,這樣的地球可能無法存在。早在泥盆紀,世界就是節肢動物的天下。

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但牠們冒險去到的地方,捕食者也在不遠處。節肢動物的存在,為另一個從水中出現的動物群體提供了食物,而這個動物群體在人類的演化史上特別重要:這裡講的是四足動物。

——本文摘自《直立猿與牠的奇葩家人:47種影響地球生命史的關鍵生物》,2023 年 7 月,大塊文化,未經同意請勿轉載。

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由郝明義先生創辦於1996年,旗下擁有大辣出版、網路與書、image3 等品牌。出版領域除了涵括文學(fiction)與非文學(non-fiction)多重領域,尤其在圖像語言的領域長期耕耘不同類別出版品,不但出版幾米、蔡志忠、鄭問、李瑾倫、小莊、張妙如、徐玫怡等作品豐富的作品,得到讀者熱切的回應,更把這些作家的出版品推廣到國際市場,以及銷售影視版權、周邊產品的能力與經驗。