挑戰稻米達人

• 文／湯雅雯

十九世紀晚期，歐洲強權及美國、日本的殖民腳步踏遍了全世界。臺灣，自然也是這段歷史的一部份。日人領臺初始，就對臺灣展開科學調查，以作為制定產業政策的基礎。因此臺灣總督府設置科學實驗機構，延攬日人學者專家來臺執行。而金平亮三（Ranehira Kanehira）就是在這個機緣下來到了臺灣。1905 年，臺灣總督府開始官方的植物調查工作，後由苗圃、林業試驗場、中央研究所林業部、臺北帝大等單位接續主導進行。

殖民地的林學家，臺灣林業史凌霄的大樹

金平亮三，1882 年 1 月 1 日生，東京帝國大學林學科畢業，28 到 46 歲時光都在臺灣度過，是林業試驗場最後一任場長，也是中央研究所林業部的首任部長。金平亮三對臺灣樹木進行過廣泛的調查，並建立分類系統，為第一位取得林學博士的在臺日人，發表過多種新植物。臺灣原生種植物中，牛樟（Cinnamomum kanehirae）、烏來杜鵑（Rhododendron kanehirae）、菱形奴草（Mitrastemon kanehirai）、金平氏冬青（Ilex maximowicziana Loes.）、金平芒（Miscanthus kanehirae）等五種就是以金平為名。

金平亮三既是對臺灣林業極具貢獻的技術官僚，也是優秀的研究者，被譽為臺灣林業史上「凌霄的大樹」。

一開始剛來到臺灣之時，金平亮三的研究並不順利，臺灣充滿了日本少見或根本沒有的植物，無論是臺灣才有的原生種，或是植物生長的地區所造成的差異等，都讓他吃足苦頭。他為了調查臺灣木材，入山採集樹木標本，卻難以辨認樹種，曾自言：「當時我為了蒐集試驗材料經常入山尋找，卻往往無法說出看到樹種的名字」。剛受聘來臺的第一年，金平曾當荒川五郎眾議員的阿里山嚮導，卻連樹木名稱的問題都回答不了，足見當時他對臺灣山林的陌生。

建立臺灣樹木的分類系統，補充華萊士線位置

當時日人尚在熟悉臺灣林木，必須進行樹木的「戶籍調查」。金平亮三怎麼進行這項工作呢？他從最擅長的樹木解剖切入，作為分類研究的主要依據，成果彙整於《臺灣樹木誌》、《臺灣有用樹木誌》及《臺灣樹木誌（增補改版）》，前兩本針對喬木、灌木、棕梠樹及羊齒科植物等4類樹木，賦予近代植物學名，初步分類為天然林、第二期森林、草生地。而《臺灣樹木誌（增補改版）》論述相對成熟，參考日人已知 3658 種臺灣植物，將臺灣森林帶分為紅樹林帶、海岸森林帶、農耕地帶、闊葉樹帶、針葉樹帶。

《臺灣樹木誌（增補改版）》分析樹種地理分布，還補充原本華萊士線（Wallace Line）的不足。1860 年，生物學家華萊士（Alfred Russell Wallace）根據動物在地理分布上的差異，將馬來半島動物區劃分為兩部分，兩區界線被稱為華萊士線。金平亮三從樹木種類及原生種兩項準則，發現蘭嶼與菲律賓的植物生態相似，與臺灣差異較大，因此主張華萊士線應從菲律賓西方往北延伸，在臺灣與蘭嶼之間增加一條線，成為當時的創新學說。此外，有別於過去學者拉丁文、英文混寫的習慣，金平使用英、日文撰寫此書，閱讀方便，深受專業人員及大眾歡迎，甚至到 1979 年仍有刊行。

從困窘林間不知樹種，到出版《臺灣樹木誌》，僅間隔八年，金平亮三的勤勉認真可想而知。這股拚勁也反映在後續出版的《臺灣有用樹木誌》、《臺灣樹木誌（增補改版）》，都是當時代收錄了最多樹種的專書。金平持續深耕樹木解剖學領域，於林業部部長任內，他用英文撰寫《臺灣產樹木解剖學的研究》，從樹木解剖學，解析氣候變化對樹木組織的影響，獲得東京帝大林學博士學位，又陸續出版印度、菲律賓、日本的樹木解剖試驗報告。

科學試驗木材的可用性，試種栽培金雞納樹

除了樹木的鑑別調查，金平亮三在林試場另一任務為臺灣木材的利用與繁殖栽培試驗。金平運用科學方法進行木材強弱試驗或實用性試驗，檢視樹木的可用性。例如臺灣產林木火柴棒試作及其材質試驗，金平亮三與永山規矩雄總共試了 26 種木材，從點火難易、燃燒時間、餘燼消失等等多方面檢驗木材特性。

金雞納樹的試驗亦值得一提，金雞納樹原產於南美洲，可煉製治療瘧疾的藥物奎寧，日人領臺後，希望能撲滅肆虐全島的瘧疾，且想要突破西方國家對奎寧的壟斷，因此計畫在唯一涵蓋熱帶的殖民地臺灣培植金雞納樹。1912 至 1914 年，金平亮三主導臺灣首次栽培金雞納樹的試驗，分為播種、移植兩階段，試驗結果並不理想，但發現苗株適合生長在中低海拔地區，為後續試驗打下基礎。

重視在地物種生態，紀錄臺灣樹木迷信

對於金平亮三來說，研究植物不只於植物本身，更需重視人與植物的關聯。1911 年 12 月，《臺灣日日新報》刊出金平的受訪報導〈誤植的樹木〉，金平提到，曾在臺北苗圃看到臺灣人爭相觀賞當時罕見的布袋蓮，他說：「臺北苗圃將外來的觀賞植物作為栽培重點是錯誤的，應以栽培本土植物為特色，才是未來應走的方向」，他著重於本土植物的物種生態與普及認識，從而改變苗圃的經營目標，並且也催生了後來的「臺北植物園」。

他重視樹木對人生活的影響，也體現在寫作發表。金平於 1914 年 9 月在《臺灣博物學會會報》發表〈臺灣一些關於樹的迷信〉，蒐集與樹木有關的臺灣風俗，收錄全島 30 餘種樹木。以松樹為例，他說，臺灣人認為松樹樹脂可增加兒童記憶力與智商，在兒童入學時會蒐集樹脂，供奉在孔子像前，祈求保佑。又如桃樹，臺灣人相信，桃樹做成木劍掛在兒童的胸口，就不會生病，另外桃木飯桶讓飯不容易壞掉，也不會引來蜘蛛、蒼蠅。此文記錄當時樹木如何根植在生活中，現在看來相當可貴。

轉向南洋諸島考察，日本近代熱帶林學權威

1910 年代，臺灣總督府開始調查南洋諸島，陸續派遣專家前往，金平亮三也曾兩度受命考察南洋，並撰寫報告〈南洋諸島視察復命書〉，這是他林學研究的轉捩點。1921年金平再次被派到南洋出差，花費半年時間調查林業和熱帶有用植物，透過實地探查跟不懈研究，金平亮三在熱帶林學領域漸有所成，1926年出版了《熱帶有用植物誌》，更是當時日本唯一熱帶有用植物主題的著作。

凡爾賽條約之後，原德屬新幾內亞赤道以北群島，正式成為日本的託管地。1929 年至 1932 年間，受南洋廳委託，金平每年都會前往託管地的部分島嶼，進行當時無人能及的植物採集，共計採回 2321 種植物，累積 10000 件以上標本，並將四年所得撰成《南洋群島植物誌》，書中修正了加羅琳群島的華萊士線，受到日本學界矚目，接續賦予日本農學賞、農學會賞、學士院賞等三項至高獎項，確立金平亮三在日本近代熱帶林學權威的地位。

除了林業部行政管理和研究工作外，1925 年至 1927 年，金平同時在農林學校擔任熱帶林業論課程的講師，直到 1928 年春天離開臺灣，返日任教，擔任九州帝國大學農學部教授。16 年後，他被派到日本佔領下的印尼，轉任茂物植物園腊葉館及圖書館館長，二戰後回到日本，1948 年 11 月 27 日病逝東京，享年67 歲。綜觀金平亮三的學術成就，與日本政府的政策方針密不可分。他所建構的知識體系，一方面切合著臺灣總督府政策推展及日本南進擴張的需要；另一方面，也成為臺灣近代林學、日本南洋林學研究的重要里程碑。

公元 1823 年華勒斯在英國誕生，於 1913 年以 90 歲高壽去世，今年 2023 年是他誕生 200 年。我們懷念他是因為，他曾經和達爾文聯名發表演化觀點，以及提出解釋東南亞海島間生物分佈差異的「華勒斯線」。

Alfred Russel Wallace 在台灣常翻譯為華萊士，不過如威廉華勒斯等等 Wallace 都翻譯作華勒斯，本文就統一作華勒斯。

達爾文會提出演化論，深受他知名的小獵犬號之行影響。華勒斯的東南亞考察也給予他不少啟示，一如達爾文的加拉巴哥群島等地；然而在此之前，華勒斯已經在亞馬遜有 4 年經歷。為了紀念華勒斯兩百歲生辰，Nature 期刊 2023 年初刊登兩篇文章，緬懷他的亞馬遜之旅。

與強者朋友一起前進亞馬遜，然後分道揚鑣

和前輩達爾文相比，華勒斯的家境普通，也沒有受過正規的學術研究訓練。所幸身處文化發達的大英帝國，有志青年仍有不少學習和出人頭地的機會。何況他爸爸是學過法律的自耕農，文化資本其實不算低。

成年後喜歡生物的華勒斯在 1844 年，21 歲之際遇見小他 2 歲的貝茲（Henry Walter Bates），兩人志同道合；華勒斯也從一般愛好者，升級為有系統的標本搜集者，可謂一隻腳踏入研究領域的門檻。

1848 年，華勒斯 25 歲之際與貝茲一同航向大西洋對岸的亞馬遜。不過兩人大部分時候分開行動，貝茲在亞馬遜南部，華勒斯在北部的尼格羅河（Rio Negro）一帶。

華勒斯年輕時在談笑無鴻儒，往來皆白丁的階段，我猜朋友大概不會只有貝茲一位。不過貝茲後來提出的貝氏擬態（Batesian mimicry）沿用至今，可謂華勒斯的強者我朋友，事後諸葛的我們建構歷史敘事時，也就津津樂道兩人的友誼。

英國病人碰上船難，買保險很重要！

離家萬里的華勒斯，依然透過經紀人與國內保持聯繫，郵寄異鄉產品回英國賺錢。在亞馬遜待了 4 年後他決定返鄉，期間一直被疾病威脅生命，可謂現實意義上的英國病人（The English Patient）。

最慘的是他弟弟 1849 年遠渡重洋來照顧他，卻自己也感染黃熱病，返國途中不幸病逝。而華勒斯要等到幾個月後才收到消息。

1852 年華勒斯搭乘海倫號（Helen）貨船返國，沒想到出海三個星期後火燒船，使他漂浮在大西洋海面上，眼睜睜看著攜帶的行李大多損毀。最後他耗費 80 天返回英國，比起與貝茲的去程 29 天漫長得多。好在經紀人有買保險，讓華勒斯獲得部分補償，不至於血本無歸。

回到英國的華勒斯將近 30 歲，闖出一些名號，卻沒有受到太多重視。所幸保住生命加上幾年累積的知識，賦予他東山再起的契機。1854 年他得到前往東南亞的機會，1858 年 35 歲時就和達爾文聯名發表歷史巨作。

從亞馬遜參透生命的奧秘：生物地理學

華勒斯僅管在亞馬遜一直生病，也淬煉出不侷限於觀察的科學眼光，從船難撿回一條命回到英國後，展露學術鋒芒。1852 年 12 月 14 日，他在倫敦的動物學會發表研究亞馬遜猴子的論文，主張亞馬遜各地的猴子款式，受到大河形成的地理障礙強烈影響。

當時華勒斯受到一些批判，後來證明他的論點無誤，而且是生態分佈的普遍現象。現在我們知道更多：亞馬遜的河道歷史上改道多次，導致生物的分佈範圍持續變化。

用現代標準看，前往亞馬遜考察的 4 年差不多等同華勒斯的博士班修行，回國後發表的報告則是他的博士論文。這篇博士級論文中還觸及一個要點，所謂的「亞馬遜雨林」內部其實差異不小，他是首先有意識提及此事的研究者。

華勒斯觀察到亞馬遜的不同地區，物種組成不太一樣。他劃分 4 大區域：幾內亞、厄瓜多、秘魯、巴西，由其間的亞馬遜河、尼格羅河、馬德拉河（Madeira）這些大河分割出不同地區的地理障礙。如今所知更多，還可以切得更細。

具體是觀察到有幾條河分割出幾塊地，超乎其上普世性的生物學道理是，由於地理環境的阻隔，各地會形成不同的「特有種（endemism）」。華勒斯領悟地理障礙會影響生物分佈，可謂生物地理學的先驅。

自學成才的英國洞觀者

現在的人可能覺得上述觀點都是些普通常識。可是華勒斯是在 1852 年提出，那時演化論尚未問世，跟他同齡的孟德爾，當時也尚未開始種植豌豆。

一百多年後的常識，首度問世時常常是驚天動地的新突破！

年輕的華勒斯沒有受過正規學術訓練，還是需要持續賣標本換錢的月光族，提出的研究成果竟有如此理論性。由此可知亞馬遜之行，確實讓華勒斯從所謂的集郵者，蛻變為具備洞察力的科學家。

法國詩人韓波（Arthur Rimbaud）認為，詩人必需是能看穿事物表面，有洞察力的洞觀者（voyant），我想這也是頂級科學家必需配備的能力，亞馬遜的神秘力量加持過後，華勒斯可謂成功通靈。

這類自學成才的科學家，當時英國不只華勒斯一位。以時代來說，那時的英國社會有點厲害。後來華勒斯沈迷於「唯靈論（spiritualism ）」就是另一個故事了……

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華勒斯年輕的南美洲經歷，讓人聯想到更早將近一百年的洪堡（活到很老，1859 年 90 歲時去世）。身為晚輩，華勒斯讀過洪堡作品，他站在洪堡巨人的肩上，觸及到更高的思想境界。

許多人覺得遺憾，遺傳、演化並稱，但是孟德爾提出遺傳學法則後被埋沒超過 30 年，等到 1900 年代才重現於世，因此 1882 年去世的達爾文沒有機會知悉。這方面華勒斯比較幸運，他年紀比孟德爾小半歲，又一直活到 90 歲，有機會見證遺傳學的發揚光大。

燦爛之火多年以後依舊燃燒

多年在亞馬遜、東南亞走跳的華勒斯，有不少接觸原住民的機會。照文字紀錄看來，他年輕時的思想應該和同時期的普通英國人差距不大，沒有特別進步或反動；不過相比於同時代人，他更尊重在地知識，這也有助於他的成功。

亞馬遜的生物多樣性如今依然天下第一，世界卻變化不少。尼格羅河盆地的原住民，在華勒斯時代是被觀察者，類似實驗動物的角色，現在漸漸變成主動的研究者，他們用源自不同文化的手法探索自己的世界，成為現代知識體系的一份子。

然而，曾經啟發華勒斯的尼格羅河盆地，至今仍缺乏一流的研究機構，無法培育本土的研究人才，本地學子必需離鄉背井。科學從華勒斯到現代突飛猛進，仍有不少進步空間。

上圖是華勒斯描述為「黑暗中一團燦爛之火」的圭亞那動冠傘鳥（Guianan cock-of-the-rock ，學名 Rupicola rupicola），目前沒有滅團危機，依然在華勒斯探索過的雨林中飛翔。希望燦爛之火永不熄滅，但是不要變成失控的森林大火。

延伸閱讀

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參考資料

1. Alfred Russel Wallace’s first expedition ended in flames
2. Escaping Darwin’s shadow: how Alfred Russel Wallace inspires Indigenous researchers
3. Evolution’s red-hot radical

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

一萬多年前冰河時期結束後，許多地方的生態系明顯改變，例如歐亞大陸和美洲的猛獁象都滅絕了，僅有少少倖存者，殘存於北冰洋的小島一直到 4000 年前。

上述認知來自對化石遺骸的判斷，可是最近由環境沉積物中取樣古代 DNA 分析，卻指出猛獁象等幾種生物，在亞洲和美洲大陸其實又延續了好幾千年。這些證據可靠嗎，猛獁象到底什麼時候滅絕？

古時候的環境 DNA，創下 200 萬年紀錄

DNA 原本位於生物的細胞之內，生態系中有很多生物，時時刻刻留下各自的 DNA，從土壤、水域等來源取樣分析所謂的「環境 DNA」（environmental DNA，可簡稱為 eDNA），能得知環境中包含哪些生物。

如果環境樣本能保存成千上萬年，那麼定序其中的 DNA 片段，再加上化石、花粉等不同線索，便有希望窺見古時候的生態系。

威勒斯勒夫（Eske Willerslev）率領的一項研究，藉由此法重現來自格陵蘭沉積層，距今 200 萬年之久的 DNA 片段，2022 年底發表時成為年代最古早的 DNA 紀錄，也得知當年存在格陵蘭的眾多植物與動物。^{[參考資料 5]}

最出乎意料的莫過於乳齒象（mastodon），由於缺乏化石，古生物學家一直認為那時候的乳齒象，並未棲息於這麼北的地帶，此一發現充分展示出古代環境 DNA 的價值。然而 DNA 的探索範圍也明顯有侷限，例如該地區出土超過 200 個物種的昆蟲化石，DNA 卻只能偵測到 2 種。

• 延伸閱讀：格陵蘭200萬年DNA，古代生態系選擇性呈現？

猛獁象化石無存後幾千年，依然有留下 DNA

當時間尺度是百萬年時，實際是 200 萬 3300 年或是 199 萬 8700 年，也就是 200.33 或 199.87 萬，幾千年的誤差範圍無關緊要。但是當探討對象是最近一萬年，猛獁象的 DNA 究竟存在於 9000 或 6000 年前，意義就差別很大。

這兒的「猛獁象」都是指真猛獁象（woolly mammoth，學名 Mammuthus primigenius）。由另一位古代 DNA 名家波因納（Hendrik Poinar）和威勒斯勒夫各自率隊，同在 2021 年底發表的論文獲得類似結論：猛獁象化石消失的幾千年後，沉積物中仍然能見到 DNA，可見還有個體又存續幾千年。^{[參考資料 1, 2]}

波因納率領的研究探討白令東部，也就是如今加拿大的育空地區，距今 4000 到 3 萬年前的沉積層；結論是原本認為早已消失的美洲馬、猛獁象，一直延續到 5700 年前。威勒斯勒夫戰隊取材的地理範圍廣得多，包括西伯利亞西北部、中部、東北部、北美洲、北大西洋，判斷猛獁象生存到 3900 年前。

更詳細看，威勒斯勒夫主導的論文指出，猛獁象在西伯利亞東北部最後現蹤於 7300 年前，西伯利亞中北部的泰梅爾半島（Taimyr Peninsula）為 3900 年前，此一年代和北冰洋的外島：弗蘭格爾島（Wrangel）之化石紀錄相去不遠。而北美洲則是 8600 年前，比波因納戰隊的 5700 年更早。

如果兩隊人馬的判斷都正確，意思是猛獁象（與某些大型動物）在北美洲延續到 5700 年前，在亞洲大陸與外島到 3900 年；比起當地出土最晚化石的時間，皆更晚數千年。

• 延伸閱讀：猛獁草原消失幾千年後，猛獁象、美洲馬依然生還

只有 DNA 不見化石，會不會是死掉好幾千年仍一直外流 DNA？

根據化石紀錄，冰河時期結束後，仍有少少生還的猛獁象在弗蘭格爾島一直延續到 4000 年前。由此想來，當大多數同類已經滅團時，某些地點還有孤立的小團體延續，並不意外。只是我們不見得能見到化石。

然而，威勒斯勒夫主導的論文受到挑戰。質疑者提出，猛獁象這類動物住在寒冷的環境，去世後遺體如果被冷凍保存，又持續緩慢解凍，在接下來的幾千年便有可能不斷釋出新鮮的 DNA，讓我們誤以為仍有活體。^{[參考資料 3]}

舉個極端狀況。假如 2 萬年前死亡的猛獁象，去世後一直冷凍在冰層中，現在被我們取出解凍，也許其中仍保有不少生猛 DNA，可是實際上牠已經去世很久了。

上述質疑，應該是這類研究手法共通的潛在問題。發生在一百萬年前無關緊要，一萬年內卻會導致不小的誤判。

喔~~喔喔~~喔喔~~喔喔~爪爪

化石消失的時刻，往往比生物滅團更早

威勒斯勒夫戰隊則回應表示：論文結論沒有問題，沈積層中取得的古代 DNA 確實來自那時在世的動物。我覺得不論觀點是否正確，回應的思路都值得瞧瞧。^{[參考資料 4]}

為什麼動物依然存在時，見不到當時的化石紀錄？主因是動物去世後，只有極低比例的個體會變成化石。一種動物在滅團以前，通常個體數目持續降低，少到一個程度後，還能留下化石的機率已逼近 0 。所以化石紀錄最後的時間點，早於動物實際消失的年代。

和化石相比，動物遺留 DNA 的機率遠高於化石。活生生的動物就會持續排放 DNA，死亡身體分解後又會釋出不少； DNA 未必會留在原本生活的地點，不過如今的偵測技術足夠敏銳，即使只有幾段也有機會抓到。

猛獁象，活的！

是否有可能，猛獁象去世幾千年仍持續釋出 DNA 片段？的確無法排除可能性。不過這項研究中有 4 個方向，支持沉積層之 DNA 源於族群規模大減，卻依然活跳跳的猛獁象。

第一，如果環境中的 DNA 來自死亡多時的動物，那麼各地區應該都會見到類似現象。實際上只在少部分取樣地點偵測到。

第二，假如猛獁象遺骸緩慢分解，DNA 持續進入沉積層，同一地點的不同取樣應該都能見到。可是同一處地點，只有少數樣本能抓到猛獁象 DNA。

第三，不同沉積層取得的環境樣本，包含當時生態系中很多生物的 DNA。存在猛獁象 DNA 的樣本，也能見到適合猛獁象生態系的其他植物；表示猛獁象的命運，很可能與適合牠們生活的環境同進退。

第四，倘若較晚沉積層的猛獁象 DNA，直接源自較早去世的個體，遺傳多樣性應該不會變化。然而較晚出現的粒線體型號明顯變少，後來只剩下一款。

實際狀況沒人可以肯定。我覺得前三點，都涉及樣本保存的潛在問題，干擾因素較多。第四點大概是最有力的證據，支持環境沉積物中留下的 DNA 並非源於死象遺骸，而是活體猛獁象。

研究日新月異，腦袋也要趕上

科學研究日新月異，不少人見到論文寫什麼就信以為真，卻不了解做研究其實有很多限制，即使是結論「正確」的論文，也會處處碰到解釋的侷限。

持續搜集證據，反覆思考才能進步。腦袋要靈活運用，但是也不要胡亂腦補！

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參考資料

1. Murchie, T. J., Monteath, A. J., Mahony, M. E., Long, G. S., Cocker, S., Sadoway, T., … & Poinar, H. N. (2021). Collapse of the mammoth-steppe in central Yukon as revealed by ancient environmental DNA. Nature Communications, 12(1), 1-18.
2. Wang, Y., Pedersen, M. W., Alsos, I. G., De Sanctis, B., Racimo, F., Prohaska, A., … & Willerslev, E. (2021). Late Quaternary dynamics of Arctic biota from ancient environmental genomics. Nature, 600(7887), 86-92.
3. When did mammoths go extinct?
4. Reply to: When did mammoths go extinct?
5. Kjær, K. H., Winther Pedersen, M., De Sanctis, B., De Cahsan, B., Korneliussen, T. S., Michelsen, C. S., … & Willerslev, E. (2022). A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA. Nature, 612(7939), 283-291.

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