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從電台節目討論曲尾苔,活出屬於自己的生物區位——《三千分之一的森林》

azothbooks_96
・2021/02/18 ・2708字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 477 ・五年級

每週六早上地方電台的系列節目裡,有一個節目常伴著我跑腿辦事或開車上山。

在《聊汽車》(Car Talk) 跟《你懂什麼?》(What Do You Know?) 中間的節目是《衛星姊妹》 (The Satellite Sisters):「我們五姊妹分住在兩大洲,雖是同一對父母所生,卻過著非常不同的生活。來抬槓吧!」這幾個姊妹從世界各地打電話登場,但節目有一種圍坐在廚房餐桌的感覺,桌上放著幾杯半滿的咖啡跟一盤麵包捲。閒聊的內容從職場策略、育兒、女性參與環境運動,到雜貨店的葡萄可不可以讓人試吃這種道德問題,當然,還有各種人際關係。

我老公在家裡的穀倉慢條斯理地做些瑣細活,女兒去參加慶生會了。這個早上我就像《衛星姊妹》的對話氛圍那樣愜意慵懶。外頭太濕,不好散步;太泥濘了,不好蒔花弄草;整個早上都是我的!我的!我一直想來好好瞧瞧這些難以分辨的曲尾苔 (Dicranums)。

多奢侈啊! 可以為了玩樂而工作。雨水滑落實驗室的窗櫺,只有《衛星姊妹》的聲音相伴。我可以跟隨她們放聲大笑,誰會在意呢?沒有學生、沒有電話,只有一把把的苔蘚,還有週末的偷得浮生半日閒。

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圖/Pixabay

曲尾苔家族

曲尾苔是苔蘚的其中一屬,包含許多物種,同一家族有許多姊妹苔蘚。我把它們都只想成女性,因為男子遭遇到的坎坷命運(或許很適合他們),女強人都能秒懂,這點待會再說。當《衛星姊妹》在討論新髮型這種「暴露暫時自我」怎麼造成自尊脆弱,我對自己從未注意過曲尾苔屬比起其他種類的苔蘚看起來更像頭髮而啞然失笑—像是梳過的頭髮,整齊分邊撥到一側。

其他苔蘚令人聯想到地毯或迷你森林,但曲尾苔屬讓人想到髮型:鴨尾頭、波浪捲、小捲髮、平頭。如果把它們排排隊來照張全家福,從最小的山地曲尾苔 (D. montanum),到最大的皺葉曲尾苔 (D. undulatum),你一定看得出它們的親緣關係:都有毛髮狀的葉子,尾端又長又細,全都拂往某個方向,一副被風掃過的樣子。

就像《衛星姊妹》分別從泰國和奧勒岡州的波特蘭市打電話進來,曲尾苔家族也廣泛分布在全世界的森林裡。棕色曲尾苔 (D. fuscesens) 生長在極北,而白綠曲尾苔 (D. albidum) 則遠及熱帶地區。或許它們之間的距離,讓手足之間得以和平共處。曲尾苔屬經歷過顯著的適應輻射 (adaptive radiation),也就是從同一祖先演化成多種類的過程。「達爾文雀」(Darwin’s Finches) 也好,曲尾苔也好,都是經由適應輻射演化出新物種,以適應特定的生態區位。

「達爾文雀」從迷失在海上的單一祖先物種演化而來,後續發展出新的物種遍布在貧瘠的加拉巴哥群島上,每個小島上有各自的特定物種,各有其特殊的食性。無獨有偶,曲尾苔分化成不同的物種,每種都根據祖輩的設定,發展出獨特的外觀、棲地和生存方式。

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曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

苔蘚版的「自己的房間」活出自己的生態區位

物種分化的驅力,無疑和手足之間的競爭有關。

還記得你只是因為哥哥有某個東西,就想要得到同樣的東西嗎?家族聚餐時,如果每個人都想要燉雞的雞腿,終究有人要失望。當兩種高度近似的物種對環境有相同的需求,假如分布範圍不大,兩個物種最後只能獲得比生存所需更少的資源。因此, 在一個家族裡,手足通常必須發展出各自的特點才能共存,如果你特愛白肉或馬鈴薯泥,就可以避免跟別人搶雞腿。同樣的特徵也發生在曲尾苔身上,各種物種藉由避開競爭而能同時存在,各自生長在不必跟手足物種共享的棲地裡,相當於苔蘚版的「自己的房間」

在曲尾苔親族中,有些角色就像任一個大家庭的姊妹一樣,你可以一眼就辨識出來。山地曲尾苔(D. montanum)靦腆低調,你知道的—毫不起眼、容易被忽視,她的短捲髮總是翹翹亂亂,每次都只能撿剩下的棲地:偶爾裸露的樹根或岩石,像是週日大餐剩下的雞翅。潮濕陰暗的岩石也是迷人的曲尾苔(D. scoparium)的家,有著長長、閃亮亮的葉子,甩向一側。這是毛絨的曲尾苔,你會想要用手撫過她如絲的表面,然後把頭枕在她厚實的靠墊上。

當這些姊妹物種都長在一顆大石上,招搖的曲尾苔佔據了所有的最佳位置,像是濕潤又陽光充足的頂部跟肥沃的土壤, 山地曲尾苔就只好去填補縫隙。就算曲尾苔把小妹妹 排擠到一邊,佔去她的空間,把她逼到角落,也沒什 麼好驚訝的。

山地曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

其他的曲尾苔也傾向避免因共享空間造成的衝突,高度相似會造成排擠效應。鞭枝曲尾苔(D. flagellare)的葉子整齊俐落又直直的,像軍人的小平頭,她孤傲不群,只願住在腐朽的木頭上。她性格保守,多數時候選擇獨身,透過無性繁殖,捨家庭追求個人成就。

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孤僻又極綠的綠色曲尾苔(D. viride)有不為人知的脆弱面,她的葉尖總是坑坑疤疤,像咬過的指甲。另外,波葉曲尾苔(D. polysetum)是家族裡最能生的媽媽,這是身負多個孢子體的必然結果。接著是有長波浪葉子的皺葉曲尾苔(D. undulatum),覆蓋在濕軟的山丘頂部;絨葉曲尾苔(D. fulvum)則是個敗家女。這裡有十幾個強大的女性。

絨葉曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

我倒了第二杯咖啡,耐心地為苔蘚樣本分門別類, 這時《衛星姊妹》的話題聊到男人。幾個姊妹婚姻幸福,其他人交流著上週找白馬王子的主題,探討承諾和當爸爸的人格特質。找到好對象是普世女性的心願, 對曲尾苔來說也是。

苔蘚的有性生殖是樁前途難料的事業,眾所周知,受限於體虛命短的男性。精卵之間, 受制於可供泅泳的水體,它們要成功受精,仰賴及時的降雨。精子必須游向卵子,努力衝破隔絕彼此的障礙,即便它們之間只有幾英吋之遙。大部分的卵子只能枯坐在頸卵器中等待永遠不會到來的精子,遠在天邊,近在眼前。

波葉曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

註解

  • 此處引用英國作家維吉尼亞·吳爾芙 (Virginia Woolf) 的經典散文著作《自己的房間》(A Room of One’s Own) 作為比喻,本書的名言「女性若是想要寫作,一定要有錢和自己的房間。」象徵物種都有自己獨特的生態區位,藉以跟其他物種區別。
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漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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確認過眼神?比起翅膀,鳥類的眼睛大小更能說明牠們的生活習性
羅夏_96
・2021/09/07 ・3131字 ・閱讀時間約 6 分鐘

如果要你從鳥類的一項「特徵」中猜出牠的生活環境和飲食習慣,你會選擇哪樣特徵呢?大部分人 (包括我) 可能都會講翅膀。畢竟翅膀是鳥類最大的特徵,過去也確實有研究顯示可以通過鳥類翅膀的長度與型態來推測牠們的習性。不過一項新的研究指出,比起翅膀,鳥類的「眼睛」更能體現牠們的生活環境與習性[1]

先聊聊什麼是「生態形態學」?

為了適應所處的生態環境,生物往往會有相對應的生理特徵。例如生活在無光環境的生物,大多會降低視覺的重要性,改為發展更敏銳的嗅覺或觸覺能力。除了生態環境,生物也會根據其飲食發展相對應的生理特徵。例如生活在加拉巴哥群島上的達爾文雀 (啟發達爾文演化想法的鳥鳥們〜),其鳥喙的尺寸與形狀會高度適應食物來源。

這種研究生物型態適應生態環境的學科被稱為生態形態學 (Ecomorphology)。該學科認為,生物體所表現出的形態特徵會受到其所處生態環境的直接或間接影響。因此生態形態學旨在透過測量與行為相關的性狀以及生物體的適應性構造,來將生物形態與生態環境聯繫起來。

Darwin's finches.jpeg
達爾文雀的鳥喙尺寸和形狀差異很大,而這反應了牠們的食性。圖 / 維基百科

而科學家們在對鳥類的許多形態特徵如翅膀、尾巴和鳥喙等進行深入研究後,確實找出這些特徵與生態間的關聯,並且也能用這些特徵來回推鳥類的生態環境與食性。不過,來自佛羅里達大學生態系統保護實驗室的博士畢業生 —— Ian Ausprey 心中一直有個疑問,關於鳥類特徵與生態環境的研究中,為什麼沒有與「眼睛」相關的研究?

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鳥類眼睛與生態環境的連結

鳥類的味覺和嗅覺較不發達,因此大部分鳥類主要依靠視覺來導航、尋找食物和躲避掠食者,而這就讓牠們在陸生脊椎動物中,有著相當大的眼睛 / 身體比例。大眼睛不僅讓鳥類擁有出色的距離和色彩辨識能力,同時牠們也有著頂尖的空間識別與物體對焦能力。不過,擁有這些能力要有相對應的處理器。

大眼睛所帶來大量的視覺訊號,需要一定發展程度的神經系統才能處理,而這就會進一步增加大腦的體積。鳥類的另一大特徵就是「飛行能力」,為此牠們發展出輕量化與流線性的身形。如果鳥類今天選擇強化自己的視覺能力,就會讓頭部體積變大,但當頭部體積變得太大,就會影響到牠們的飛行能力。

為了維持飛行能力,鳥類在頭部體積增加的情況下,也必須改變自己的體型,以此避免出現頭重腳輕的情況。因此鳥類的眼睛大小與其體型會達到一個平衡,這就讓我們能藉由眼睛大小來推測該鳥類的體型。另外大眼睛雖然有著出色的光捕捉和動態對焦能力,但面對強光也容易產生眩光,因此大眼睛的鳥類不會生活在強光環境,所以從眼睛的大小也能回推鳥類所處的生活環境。綜合以上想法,Ausprey 認為鳥類的眼睛應該是很好的生態形態學研究重點。

為了證明上述的想法,Ausprey 在秘魯的森林中花費五年的時間測量鳥類的眼睛尺寸。在他測到的十幾種鳥類中,眼睛的尺寸確實能有效回推鳥類的生活環境和食性。不過他想知道這種模式是否能適用所有鳥類,而不僅僅只是秘魯的鳥類,於是他開始搜尋有關鳥類眼睛尺寸的生態形態學相關研究,但他發現這方面的研究非常少。過往關於鳥類眼睛的研究,通常只包括幾十個物種並只在特定區域進行研究。不過至今沒有這種大規模的物種與全球性分析也很正常,在全球七大洲上有超過 8000 種的鳥類,若真要施行這種測量鳥類眼睛尺寸的實驗,那所耗費的人力、物力、財力和時間想必非常可觀!

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在沒有足夠數據的情況下, Ausprey 卻在一個讓人想不到的地方找到大量鳥類眼睛尺寸的完整數據。

鳥類的多樣性非常高,種類超過 8000 種。 圖/Pixabay

塵封的論文,記載了全球 4000 多種鳥眼數據

Ausprey 在查閱資料的過程中,意外發現一個在芝加哥大學攻讀博士的學生 —— Stanley Ritland 在 1980 年代所撰寫的文章[2]。在該文章中,Ritland 記錄了 4000 多種鳥類眼睛尺寸的詳細數據 (其實不只有鳥類,哺乳類和爬蟲類動物他都一併紀錄)!這些數據是怎麼來的呢?是 Ritland 跑遍全美各地的博物館,從館藏的酒精標本中測量而得。

那麼為什麼如此大量寶貴的數據,沒有太多學術界的人知道呢?因為 Ritland 在獲得博士學位後就離開學術界,也沒有將他收集的數據發表在任何學術期刊上,因此這些數據就這樣靜靜地躺在芝加哥大學的圖書館中,直到 Ausprey 這個伯樂相中這些數據並開發其中的價值。

Ausprey 從文章中選取了 2777 種鳥類的數據,並將各鳥類物種的眼睛尺寸數據依體重進行標準化。在這個過程中,Ausprey 排除那些因生活在極端光照環境下而有格外大眼睛的鳥類,如老鷹和貓頭鷹,而把注意力放在白天捕食的陸棲鳥類身上。

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鳥眼的大小,與環境及食性密切相關

分析結果顯示,鳥類的眼睛大小確實與生活環境高度相關。無論鳥類所處的緯度為何,只要是在接近森林底層等陰暗處狩獵與覓食的鳥類都長著大眼睛,因為大眼睛能讓牠們在陰暗的環境中捕捉到更多的光訊號。相反,那些在天空翱翔時間較長的鳥類則長著較小的眼睛,因為這樣能減少眩光的影響。

除了與生活環境有關,鳥類眼睛的大小也與食性密切相關。大眼睛不僅能吸收更多光線,還能增加焦距和解析度,這就相當於給相機加裝一個長焦鏡頭。不論是生活森林底層還是開闊環境的鳥類,只要是以昆蟲和其他小型動物為食,往往具有更大的眼睛,因大眼睛能遠距離發現獵物,並在追捕的過程中持續鎖定獵物。而吃花蜜和果實的鳥類,眼睛相對最小,這可能是因為牠們在尋找食物時,更多是依賴顏色而非形狀。

雖然這個研究並沒有將 Ritland 的數據全部分析完,但目前的結果已經顯示鳥類的眼睛大小這單一特徵,比起翅膀、尾巴和鳥喙等其他特徵,更能有效預測鳥類的體型、食性、生活環境和運動方式。

那麼這個研究能給我們怎樣的啟示呢?

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首先是鳥類保護。近來隨著農地的開發與森林的砍伐,造成越來越多的森林破碎化問題。根據現有的研究指出,有著大眼睛的鳥類確實會避開光照強烈的農地和森林邊緣,躲進日益減小的森林棲地之中。而當這些鳥類躲在狹小又破碎的森林之中,很容易就會滅絕。因此根據這個研究的結果,未來我們可以從鳥類的眼睛大小來判斷牠們在農地開發區會受到怎樣的影響,這樣就能事先進行開發區的調整與鳥類相關的保護措施。

鳥類的眼睛具有瞬膜,在保護眼睛的同時還能保有部分視覺。圖 / 維基百科 by Toby Hudson

第二是動物標本作為研究動物形態的價值。過往科學界對於動物形態的資訊,大多仰賴田野調查的實際測量。但很多時候,動物處在難以抵達的環境,這就讓測量的難度大增。而這個研究的結果顯示,保存良好的動物標本也能很好地還原動物的真實形態。這就告訴生態學家,面對野外難以取得的動物形態資訊,或許可以在博物館的標本中找到。

最後,我覺得這篇研究很好的呼應了「保育」的概念。如果 Ritland 的文章與博物館中的動物標本都沒有保存,那就不會有這篇研究了。回到現實世界也是,很多時候人們都覺得生物保育沒有價值,但你怎麼知道呢?或許某些物種在未來的某一天能被人們發現其中的價值,但如果我們沒有做好保育,就只能讓這種價值隨著物種滅絕而消逝。

參考資料

  1. Ausprey IJ. Adaptations to light contribute to the ecological niches and evolution of the terrestrial avifauna. Proc Biol Sci. 2021 May 12;288(1950):20210853.
  2. Ritland S. 1982. The allometry of the vertebrate eye. Chicago, IL: University of Chicago
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羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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沼澤裡的王者,自己改造環境的泥炭苔——《三千分之一的森林》
azothbooks_96
・2021/02/21 ・2121字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

我在陽光照耀的泥塘裡獨舞,腳下的土像波浪般緩緩翻動。一陣暈船的感覺襲來,我的腳流連在半空中,等待踏回堅實的地面。每一步都創造了新的起伏,像走在水床上。我伸手抓住美洲落葉松的樹枝想穩住自己,但我在一個地方站了太久,冰冷的水已淹到腳踝。沼澤吸住了我的腳,把腳拔出來的時候還發出啵啵聲,小腿肚穿上一層黑色的泥。還好我把靴子留在蛇形丘上了。我有一隻紅色運動鞋還遺落在某地深處,好幾年前某次出差調查時掉的—現在我都打赤腳。除去愛偷鞋子的癖好之外,沼澤湖應該是夏天午後非常宜人的地方。

一圈環形的樹包圍沼澤,把森林隔絕在外。泥炭苔 (peat mosses, Sphagnum) 圈圈閃耀的翠綠色像是螢火蟲飛在一排深色雲杉木前。老人家說過,看得見和看不見的世界,有陽光照耀的沼澤表面和池塘的幽暗深處,兩者比鄰共存。有更多東西眼睛看不見,但依舊存在。

泥炭苔單株。圖/《三千分之一的森林》

五大湖區的森林裡, 祖先留下的土地上有很多壺穴 沼澤。阿尼什納比部落 (Anishinaabe) 用水鼓來進行儀式,這種鼓非常神聖,不容易親眼見到。木碗上鋪著的鹿皮裝滿聖水,水鼓「代表水、宇宙、萬物和人類的心跳」。木碗表示敬重植物,鹿皮表示敬重動物,以及水表示敬重大地之母所滋養的所有生命。鼓上綁著一個環,代表萬物出生、成長、死亡的循環,還有四季的遞嬗跟年月的週期。

不適應環境?那就直接改造

說到苔蘚的重要性,地球上沒有一個生態系能超越泥炭苔沼澤。泥炭苔的碳含量比這個星球上任何一種植物都要高。在陸生棲地中,苔蘚跟維管束植物相比總是黯然失色,退居配角。但在沼澤裡,它們就是王者。泥炭苔不只在沼澤裡欣欣向榮,還能創造沼澤。土質酸又積水的棲地不利大部分高等植物生存,就我所知,大小植物沒有一種能像泥炭苔這樣,利用本身的特性來打造周圍環境的。

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沼澤裡每一方寸都覆滿泥炭苔。事實上,那並不是地,而是水,只是被苔蘚的結構巧妙地支撐著。我其實走在水上,走在池塘表面的泥炭苔軟墊上。沼澤中央還看得見一部分池水, 水面平緩深邃。沼澤塘總是超乎尋常地平靜光滑,深色的水把你的視線往下拉進那無底世界。夏日浮雲的倒影寧靜無擾,因為唯一的水源就是雨水,沒有溪流往來在泥炭苔的小島之間。水很清,泥炭苔慢慢腐敗釋出的腐植質和單寧酸,讓水變成了沙士的顏色。

泥炭苔。圖/Wikipedia

泥炭苔的莖,讓人聯想到英國牧羊犬在池塘裡游過泳後,全身濕淋淋的樣子。它的頭很像拖把長在水面上,稱為頭狀枝序 (capitulum),身體的部分從莖節向外垂掛著長長的枝條。葉子很小,只有一層綠色的薄膜,像是濕透的魚鱗挨在樹枝上。泥炭苔如果被踩踏過,聞起來甚至很像濕漉漉的狗,沾染著從池底淤泥飄出的硫磺味。

死細胞才能發揮全方位功能

讓我最驚豔的是泥炭苔大部分都是死的。你可以在顯微鏡下看到每片葉子都有一條條細長的活細胞包圍著死掉的細胞,像是空空如也的牧場被綠籬包圍。二十個細胞裡只有一個是活的,其他不過都是死掉的細胞殼,也就是骨頭包著過去的細胞內容物消失後餘下的空間。這些細胞並沒有生病,只是在死後才會發揮全方位的功能。細胞壁有很多孔隙,布滿微型篩子般的小小孔洞。這些穿孔的細胞無法行光合作用或生殖,但對於植物的生長至關重要,唯一的功能就是保水,很多很多水。你若從沼澤看似結實的表面摘下一些泥炭苔,它會不斷滴水,一大把泥炭苔就可以擰出將近一夸脫的水來。

泥炭苔的內部充斥著死掉的細胞,因此可以吸收體重二十倍之多的水分,優異的保水能力讓它得以調整周圍的生態系統來順應生存的需求。泥炭苔會讓土壤變得潮濕,填滿土壤分子之間原本充滿空氣的縫隙。根需要呼吸,但積水的泥炭會創造出無氧的發根環境, 大部分的植物都受不了。因為周邊樹木長不起來,沼澤往往照得到光又開闊。

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積水的泥炭會創造出無氧的發根環境,周邊的樹木長不起來。圖/Pexels

活的泥炭苔底下那一層濕氣導致氧氣不足,也減緩了微生物的生長。因此,泥炭苔死去後的分解速度極慢,可能好幾世紀都不會有什麼改變。埋在地下的泥炭苔就留在那兒,年復一年又一年,越積越多,最後淹滿整個池塘。如果我能在沼澤深處找到我的紅色運動鞋,應該還沒腐爛吧。想到一只運動鞋竟然比一個人活得還久,感覺很奇怪。百年之後,這隻鞋可能是我在這個星球上短暫存在過的具體證據。我很滿意它是紅色的。

泥炭苔的多孔細胞。圖/《三千分之一的森林》

註解

  • 地質名詞,指流水侵蝕造成的圓形窪地或坑穴。
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azothbooks_96
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從電台節目討論曲尾苔,活出屬於自己的生物區位——《三千分之一的森林》
azothbooks_96
・2021/02/18 ・2708字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 477 ・五年級

每週六早上地方電台的系列節目裡,有一個節目常伴著我跑腿辦事或開車上山。

在《聊汽車》(Car Talk) 跟《你懂什麼?》(What Do You Know?) 中間的節目是《衛星姊妹》 (The Satellite Sisters):「我們五姊妹分住在兩大洲,雖是同一對父母所生,卻過著非常不同的生活。來抬槓吧!」這幾個姊妹從世界各地打電話登場,但節目有一種圍坐在廚房餐桌的感覺,桌上放著幾杯半滿的咖啡跟一盤麵包捲。閒聊的內容從職場策略、育兒、女性參與環境運動,到雜貨店的葡萄可不可以讓人試吃這種道德問題,當然,還有各種人際關係。

我老公在家裡的穀倉慢條斯理地做些瑣細活,女兒去參加慶生會了。這個早上我就像《衛星姊妹》的對話氛圍那樣愜意慵懶。外頭太濕,不好散步;太泥濘了,不好蒔花弄草;整個早上都是我的!我的!我一直想來好好瞧瞧這些難以分辨的曲尾苔 (Dicranums)。

多奢侈啊! 可以為了玩樂而工作。雨水滑落實驗室的窗櫺,只有《衛星姊妹》的聲音相伴。我可以跟隨她們放聲大笑,誰會在意呢?沒有學生、沒有電話,只有一把把的苔蘚,還有週末的偷得浮生半日閒。

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圖/Pixabay

曲尾苔家族

曲尾苔是苔蘚的其中一屬,包含許多物種,同一家族有許多姊妹苔蘚。我把它們都只想成女性,因為男子遭遇到的坎坷命運(或許很適合他們),女強人都能秒懂,這點待會再說。當《衛星姊妹》在討論新髮型這種「暴露暫時自我」怎麼造成自尊脆弱,我對自己從未注意過曲尾苔屬比起其他種類的苔蘚看起來更像頭髮而啞然失笑—像是梳過的頭髮,整齊分邊撥到一側。

其他苔蘚令人聯想到地毯或迷你森林,但曲尾苔屬讓人想到髮型:鴨尾頭、波浪捲、小捲髮、平頭。如果把它們排排隊來照張全家福,從最小的山地曲尾苔 (D. montanum),到最大的皺葉曲尾苔 (D. undulatum),你一定看得出它們的親緣關係:都有毛髮狀的葉子,尾端又長又細,全都拂往某個方向,一副被風掃過的樣子。

就像《衛星姊妹》分別從泰國和奧勒岡州的波特蘭市打電話進來,曲尾苔家族也廣泛分布在全世界的森林裡。棕色曲尾苔 (D. fuscesens) 生長在極北,而白綠曲尾苔 (D. albidum) 則遠及熱帶地區。或許它們之間的距離,讓手足之間得以和平共處。曲尾苔屬經歷過顯著的適應輻射 (adaptive radiation),也就是從同一祖先演化成多種類的過程。「達爾文雀」(Darwin’s Finches) 也好,曲尾苔也好,都是經由適應輻射演化出新物種,以適應特定的生態區位。

「達爾文雀」從迷失在海上的單一祖先物種演化而來,後續發展出新的物種遍布在貧瘠的加拉巴哥群島上,每個小島上有各自的特定物種,各有其特殊的食性。無獨有偶,曲尾苔分化成不同的物種,每種都根據祖輩的設定,發展出獨特的外觀、棲地和生存方式。

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曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

苔蘚版的「自己的房間」活出自己的生態區位

物種分化的驅力,無疑和手足之間的競爭有關。

還記得你只是因為哥哥有某個東西,就想要得到同樣的東西嗎?家族聚餐時,如果每個人都想要燉雞的雞腿,終究有人要失望。當兩種高度近似的物種對環境有相同的需求,假如分布範圍不大,兩個物種最後只能獲得比生存所需更少的資源。因此, 在一個家族裡,手足通常必須發展出各自的特點才能共存,如果你特愛白肉或馬鈴薯泥,就可以避免跟別人搶雞腿。同樣的特徵也發生在曲尾苔身上,各種物種藉由避開競爭而能同時存在,各自生長在不必跟手足物種共享的棲地裡,相當於苔蘚版的「自己的房間」

在曲尾苔親族中,有些角色就像任一個大家庭的姊妹一樣,你可以一眼就辨識出來。山地曲尾苔(D. montanum)靦腆低調,你知道的—毫不起眼、容易被忽視,她的短捲髮總是翹翹亂亂,每次都只能撿剩下的棲地:偶爾裸露的樹根或岩石,像是週日大餐剩下的雞翅。潮濕陰暗的岩石也是迷人的曲尾苔(D. scoparium)的家,有著長長、閃亮亮的葉子,甩向一側。這是毛絨的曲尾苔,你會想要用手撫過她如絲的表面,然後把頭枕在她厚實的靠墊上。

當這些姊妹物種都長在一顆大石上,招搖的曲尾苔佔據了所有的最佳位置,像是濕潤又陽光充足的頂部跟肥沃的土壤, 山地曲尾苔就只好去填補縫隙。就算曲尾苔把小妹妹 排擠到一邊,佔去她的空間,把她逼到角落,也沒什 麼好驚訝的。

山地曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

其他的曲尾苔也傾向避免因共享空間造成的衝突,高度相似會造成排擠效應。鞭枝曲尾苔(D. flagellare)的葉子整齊俐落又直直的,像軍人的小平頭,她孤傲不群,只願住在腐朽的木頭上。她性格保守,多數時候選擇獨身,透過無性繁殖,捨家庭追求個人成就。

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孤僻又極綠的綠色曲尾苔(D. viride)有不為人知的脆弱面,她的葉尖總是坑坑疤疤,像咬過的指甲。另外,波葉曲尾苔(D. polysetum)是家族裡最能生的媽媽,這是身負多個孢子體的必然結果。接著是有長波浪葉子的皺葉曲尾苔(D. undulatum),覆蓋在濕軟的山丘頂部;絨葉曲尾苔(D. fulvum)則是個敗家女。這裡有十幾個強大的女性。

絨葉曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

我倒了第二杯咖啡,耐心地為苔蘚樣本分門別類, 這時《衛星姊妹》的話題聊到男人。幾個姊妹婚姻幸福,其他人交流著上週找白馬王子的主題,探討承諾和當爸爸的人格特質。找到好對象是普世女性的心願, 對曲尾苔來說也是。

苔蘚的有性生殖是樁前途難料的事業,眾所周知,受限於體虛命短的男性。精卵之間, 受制於可供泅泳的水體,它們要成功受精,仰賴及時的降雨。精子必須游向卵子,努力衝破隔絕彼此的障礙,即便它們之間只有幾英吋之遙。大部分的卵子只能枯坐在頸卵器中等待永遠不會到來的精子,遠在天邊,近在眼前。

波葉曲尾苔。圖/《三千分之一的森林》

註解

  • 此處引用英國作家維吉尼亞·吳爾芙 (Virginia Woolf) 的經典散文著作《自己的房間》(A Room of One’s Own) 作為比喻,本書的名言「女性若是想要寫作,一定要有錢和自己的房間。」象徵物種都有自己獨特的生態區位,藉以跟其他物種區別。
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azothbooks_96
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