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眨眼之間-讀《第一隻眼睛的誕生》有感

timd_huang
・2011/05/26 ・4506字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

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書名:第一隻眼的誕生--透視寒武紀大爆發的祕密,In the Blink of an Eye, by Andrew Parker
陳美君翻譯,貓頭鷹書房出版

說真的,這本好書的翻譯書名是個缺陷,我個人覺得翻得不是很入神,或許如本文的標題「眨眼之間」,更能捕捉本書的神韻,更能點出在地球46億年漫長歲月中,生物從只是有能感光的細胞(因而無法主動攻擊掠食),進化「轉」成「眼」睛的出現,揭開了寒武紀生命大爆發的序幕,因而改變了整個地球的生物演化;雖然寒武紀生命大爆發的時間長達五百萬年(5.43-5.38億年前),但是從地質年代的眼光來說,那只不過是剎那一眨眼之間,因此,原本書名用了Blink這個字眼,此雙關語詞刻意強調,在整個地球生命演化過程中,雖然寒武紀大爆發有其絕對的關鍵性,可是卻很短暫,就如一眨眼那麼快,而且整個地球生物世界,自此從和平祥和沒有攻擊性生物的埃迪卡拉樂園(Ediacaran Garden),轉入相競鬥爭的寒武紀生物爆炸場面,生物間相互攻擊吞食,「打與跑(Fight and Flight)機制」成為生命的本質,改變了整個生物世界的相貌。

【按:截至目前為止,尚未發現在寒武紀之前的埃迪卡拉紀獵食性多細胞生物化石,也沒有發現這時期生物所鑽的垂直洞穴遺跡,因此科學界認為埃迪卡拉紀是個沒有相互攻擊的祥和生物世界,比照《聖經》伊甸園神話,幽默地稱之為「埃迪卡拉樂園」。】

對於想進一步瞭解地球早期多細胞生物生命演化科普讀者來說,個人認為目前中文出版界有三本書,都是必讀的書:一是前幾年大陸江蘇科學技術出版社,由中科院南京地古所傅強等人所翻譯古爾德1989年的《奇妙的生命》(簡體字),Wonderful Life, by Stephen Jay Gould,它雖然也是一本必讀的(爛)書,但該書的翻譯,實在令人不敢恭維,書內的文句「垃垃長」不說,還有無法計數諸如:「xxx的yyy的zzz的abc」的文字,讓閱讀者的中文能力受到嚴重考驗;相對來說,這本《第一隻眼的誕生》的文筆就比較流暢,比較沒有外星人的感覺;此外,還有一本彩色圖文並茂,相對來說,更有份量的書:《動物世界的黎明》,The Dawn of Animal World,陳均遠著,江蘇科學技術出版社。

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有關本書的介紹,請各位讀者自己去看,不多說了。

話說回頭,看完這本好友送我當生日禮物的書後,覺得其中最有意思的一小段,就是第八章〈殺手的本能〉開頭處的〈生命法則〉:

世界各處的動物賴以生存的法則

◎基本規則
1. 人人為己:奮力求生!

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1.1 避免被吃掉
1.2 吃掉別人

2. 種族延續

2.1 繁殖
2.2 找到並保護棲境
2.3 適應環境的變化

◎生活型態
1. 掠食者
2. 獵物

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◎戰術
1. 惹人注目
2. 隱藏/錯覺
3. 與生俱來的優點/能力

哈!上面的這簡短列表,深得我心,深得我心!怎麼說?容我說來:

首先,個人認為整小段子標題「世界各處的動物賴以生存的法則」,或有筆誤;放眼看地球眾生物,此法則應該不只限於動物界吧?植物界和其它所有的生物界,不也是如此嗎?整個地球上所有的生命,強調「所有」兩字,都遵循著這個〈生命法則〉,有何能例外?

有一次看科普頻道有關宇宙方面的紀錄片,其中有一小段:從原子的角度來看,每一個組成萬物的原子,從宇宙闢靂開始以來,就不停地循環回收再利用(Recycle),未曾止息;不要說那麼小的原子,想想我們所喝的水和呼吸的氧氣,難道不是幾十億年前的水和氧分子嗎?誰能計算其間輪迴幾許?回到宇宙中所有原子都無限次的輪迴觀念來說,你我由各種原子組成的萬萬生物,老早就不知道已經輪迴過多少次了!

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故建議把此子標題改為:「世界各處的『生』物賴以生存的法則」,一字之別。

從「基本規則」這部份來說,「人人為己:奮力求生」和「種族延續」兩個子項目,豈非幾千年前我們老祖先朱子所言:「人不自私,天誅地滅」(編註:出處待考證),為了生存,所有的人都是自私的;還有告子(不是孔丘)所說的「食色性也」嗎?派克或(古)生物學家,這時候才來說同樣的話,不是晚了幾千年?不是後知後覺嗎?

以我的術語來說,告子的「食」與「色」和朱子的「自私」,原本就是生物生命的法則,前者「食」是為了「小我」生存,後者「色」是「大我」生存,其間並以「自私」貫串之;所以啊,人的自私貪婪好色,就是我們人類的本性,畢竟我們人種,也只不過是諸多生物其中之一而以。

「小我」若要能存活下去,就必須吃別人,同時避免成為別人的晚餐,也就是說,整個生物界法則,原本就是「獵人(Hunter)與獵物(Hunted)」關係的世界,所有生物都不例外;從這個角度來想,所謂「不殺生」者用以維生所吃的植物,是不是生命?所吸入空氣中的細菌,是不是生命?所謂的「不殺生」,根本就是一種對於生命莫大的無知與褻瀆,完全不懂「生命」到底是啥米碗糕!完全是虛幻自我欺騙的謊言;這個「小我」個體要「活」下去,就必須有「其它」個體「死」掉成為這個「小我」的食物,各種生物生生死死,死死生生,生即是死,死即是生,藉由「小我」的生生死死,傳承「大我」的生命;按:我尊重素食者對於食物的選擇,但若以「不殺生」做為更虔誠信仰的藉口,那就把生命的本質搞錯了。

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「大我」若要能存活下去,講白了,就必須做那件愛做的事情,讓種族在有限生命「小我」滅絕之後,能夠繼續存活下去;記得小時候被強迫背誦蔣光頭所說的:「生命的意義在於創造宇宙繼起的生命」,他這話的意思是什麼,大家好好想想吧!看看生物界的繁衍方式,我們人類的性交,也只不過是千變萬化策略中的一種而已,並不見得比較崇高或罪惡,我們只不過是遵循〈生命法則〉裡面的生物本能而已!就此觀念來說,某些執行單身的宗教,是否應該從邏輯的角度好好想一想,如果該宗教是為了人這個生物種的好,尊重生命、讓人類這個物種能夠長長久久延續下去,那麼,教義中堅持單身主義,根本就是違反人性,違反生命法則;到底我們人類的宗教,是希望我們人類能生生不息繁延下去,或者推使人類走上滅絕之路?作為一個生物的個體,以一個邏輯矛盾的教義說詞,違背抗拒生命法則,難道說得過去嗎?我們人類已經笨到一個地步,發明了無數自我毀滅的方法和武器,還不夠多嗎?還有需要自絕生命的繁延嗎?

從「生活型態」的角度來說,首先,原本翻譯的「掠食者/獵物」,可能不比「獵人/獵物」來得好,不過,這是我雞蛋裡挑骨頭,重要的是這個「獵人/獵物」的思維,我們人類既然也是生物的一種,根本無法逃脫如此的生物本質;縱眼看整個人類社會,不就是這麼一回事嗎?真正的人類世界,其實,整個生物界都是如此,人類並不是例外,到哪裡都是弱肉強食,你今天不是獵人,別人就會把你當獵物,無法避免;諷刺的是,我們太容易被所謂的宗教道德家人格者和政客所騙,從人類有歷史以來,這種事情未曾停止過,如:原本還遵照孫大砲聯俄容共的蔣光頭,後來變成與「萬惡共匪」你死我活的死對頭,看看龍應台所寫的《1949年大江大海》吧!因他一人轉念,國家人民撕裂,多少生靈塗炭?創傷至今尚未弭平;又如前幾年,某個所謂「人格者」無知粗魯地停建核四,當時他靠在全國最大獵人這邊,我們小老百姓是芻狗,整個國家社會每個老百姓損失了多少?諸如此類無法算計其數的惡形惡狀,難道我們還沒有學到痛苦的功課嗎?《聖經》中的天堂,並不存在於地球上的生物界,我們還能妄想獅子與綿羊和平相處的虛構神話世界嗎?快快醒一醒,勇敢面對「獵人/獵物」生命法則吧!

在此,我並沒有否定法律的必要性,而是認為法律的基本思想出發點,不能建立在虛幻的「人本善」思維,而是該面對現實,從「獵人/獵物」的角度重新思考,或許才能找到一種對大家都比較可行的制度。

就以本書的論點來說,從地球最早期生物出現(約35億年)到前寒武紀(亦即埃迪卡拉紀)的生物,都尚未演化出眼睛,頂多是有感光的細胞而已,然而,在寒武紀生命大爆發開始的時候,三葉蟲首先演化出裝備了眼睛,成為了可以看到餐點獵物的獵人生物,雖然最早期的眼睛可能很原始,但是In a blind country, the one eye-man is the king(蜀中無大將廖化衝先鋒),生物的捕食行為,從過去的被動式,進展到主動攻擊,因而揭開了整個生物界未曾止息的武器競賽,獵人不停地發展出更兇猛有效的獵殺方式與器官,獵物為了保護「小我」的生存,也隨之發展出各種更有效的自我保護機制,生存鬥爭循環不息;在短短的生物大爆發期間內,當今所有生物分類學(界門綱目科屬種)上的38個「門」,都全部出現報到了,從此(5.3億年)以來,地球上沒有增加任何一個生物「門」,然而「獵人/獵物」的生存鬥爭技巧,越來越令人讚嘆。

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姑且不論派克的這個「第一隻眼睛」寒武紀生命大爆發原因的推論,是否能站得著科學界嚴厲的長期考驗,「獵人/獵物」的生存武器競爭法則,從寒武紀早期開始,無法否認地已經被確立了下來,你喜歡也好,不喜歡也罷,即使像鴕鳥把頭埋在砂子裡面否認事實存在,它就是大自然生物界所執行的遊戲規則,沒有任何生物能逃脫。(按:古爾德《奇妙的生命》的論點,認為是點斷平衡(Punctuated Equilibria))。

最後,從「戰術觀點」來看,所有的生物,既然無法抗拒〈生命法則〉的宿命,各種生物所採取的戰術,也就五花八門繽紛燦爛,令人咋舌,就拿我們人類社會的萬花筒來說,這三種戰術單獨或混和使用,正是社會萬象的最佳描述。

我有個好朋友,以前在美國通用公司研究室搞過人工合成鑽石,是個材料科學方面頂尖的專家;有一次我們聊到發明與專利,他說他們公司每天都會接到無數發明人自我推薦兜售其新發明的信件,經過相關部門過濾篩選後,每個禮拜總會有一兩件分配給他審查,但是老闆總會提醒要很小心處理這些信件,總要保留給公司將來在法庭上可以否認的空間,也就是說,如果萬一某項專利發明者告上法院,公司要能站穩在否定涉嫌抄襲飄竊的立場,其中有個戰術,當公司發現某外人的發明真是很好,而且可能對公司產品產生威脅的時候,就會花小錢把該發明買下來,然後冰凍起來不用;哼!商場即戰場,為什麼爾虞我詐?表面回信說你的發明有多好多偉大,可是實際上卻花個幾百萬美金(對大公司來說這是)小錢把你的發明買進來送進冷凍庫,這不就是一種商戰場的生存戰術嗎?

不要說如戰場的商場,難道學術界就有比較高尚?無垠學海中游著無數學術鯊魚,不也是如此嗎?就拿(中國的)恐龍界來說,霸王龍到處掠奪,不就是「獵人/獵物」生存法則的戰術表現嗎?為什麼霸王龍見到任何可當獵物的,即便自己吃不下消化不了,也都要搶過去?靠自己的霸道讓別人餓死,減少一個競爭者,就可提高牠存活下來的機會,也是很重要的生存戰術啊!回想老友所說的美國公司策略(買下來以防止與自己競爭),同樣的道理,不就很明白了嗎?公獅會把母獅身邊由其它公獅留種的幼獅殺死,一方面讓母獅提早發情,另一方面把自己的基因傳遞下去,我們不知道霸王龍是否和獅子同樣「殘忍無情」,牠(誰)不自私,天誅地滅啊!不用指責牠寧願佔著茅坑不拉屎,霸守著牠的勢力範圍,也不給別人方便一下,這只不過是牠的貪婪自私生物本性而已。

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幸好,在弱肉強食的生物環境下、任何生物都無法避免的〈生命法則〉戰略中,除了「惹人注目」霸道之外,其它的生物還有、也會採取「隱藏/錯覺」和發揮「與生俱來的優點/能力」這兩招,至少所演發出來的「躲藏閃避」與「比你年輕」,霸王龍也無可奈何啊!所有的生物都會老去,總有一天,會從獵人的身份轉變成獵物,哈哈。

故此,人類既然是億萬種生物之一,用生物〈生命法則〉來面對人世界,而非那些虛假的仁義道德口號,應該才是正道吧!

眨眼之間,有此頓悟,真好!

本文原發表於催眠恐龍[2011-01-01]

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過去從地球誕生到寒武紀大爆發,化石證據能告訴我們什麼樣的歷史?——《丈量人類世》
商周出版_96
・2022/10/11 ・3402字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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  • 作者:陳竹亭

從冥古宙到元古宙

從地球開天闢地起,46-40 億年的期間稱為冥古宙(Hadean, 4567-4000 Ma,Ma=百萬年),也就是指比已知岩石更早之前的時期。在這地球形成的最初階段,應該有過隕石撞擊、高溫、熔岩翻天覆地的淬煉,月球也在此期間形成。

目前尚未能確認此一時期的地表岩石,而地球上能夠找到最老的礦物,則是在澳洲大陸西部得到的鋯英結晶,成分是矽酸鋯(ZrSiO4),放射線定年有 43.7 億年之久。鋯英結晶可耐數千度的高溫,是經歷了極高溫的最老的晶礦遺跡。

40-25 億年的期間稱為太古宙(Archean, 4000~2500 Ma)起始於約 40 億年前的內太陽系經歷了重轟炸後期的結束,已有可靠的最古老岩石記錄的地質年代,一般是以高度變質的變質岩(metamorphic rock)為主。加拿大西北部找到的阿卡斯達片麻岩,定年有 40.3 億年,是目前地球上已知最老的岩石。

阿卡斯塔片麻岩的碎片。圖/Wikipedia

格陵蘭西南部找到最早的沈積岩伊蘇阿綠石帶發現變質的鐵鎂質火山沉積岩,利用鈾—鉛鋯石定年法分析的結果,距今約有 37-38 億年。有研究團隊認為該處有微生物或藍綠藻堆砌構成的疊層石,不過事實上,古代的疊層石只有少數含有微生物化石,在尚不穩定的太古宙環境中發生生命的機會,仍有許多爭議。比較可靠的證據是在澳洲西部發現艾佩克斯燧石中的微生物化石,定年的結果是 34.65 億年。

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元古宙(Proterozoic)或稱原生宙的時期,是 25-5.4 億年間,此時代的岩石已經十分普遍,發育良好,而且已經有細菌和低等藍藻存在。元古宙最重要的環境大事,就是大氣層中氧氣的累積。因為太古宙基本上是個無氧的環境,25 億年前的大氧化事件將還原性太古宙以甲烷為主的原始大氣,轉變為氧氣豐富的氧化性大氣,導致了地球持續 3 億年的第一個「休倫冰河時期」(The Huronian glaciation or Makganyene glaciation)。

距今約 24 億年時,海中開始增加豐富的亞鐵離子,促使藍綠藻進行光合作用而產生大量的氧氣,稱為「大氧化事件」(Great Oxidation Event)或氧化災變。這些氧來自藍綠菌的光合作用,但突然增加的原因仍不得而知。

大氧化事件使得地球上礦物的成分發生了變化,也導致日後動物的出現。但是氧氣在一個無氧的環境中出現,是莫大的「環境災難」,因為氧氣對許多厭氧生物可說是「極毒」之氣,所以也有人用「氧氣危機」,甚至「氧氣浩劫」來形容當時的狀況。

距今約 24 億年(圖中 Stage 2)時,藍綠藻進行光合作用,產生大量氧氣,稱為「大氧化事件」。圖/Wikipedia

另一件元古宙生物圈的大事,就是細胞的演化。最早提出原核生物(prokaryote)和真核生物(eukaryote)概念的是法國的夏棟(Édouard Chatton, 1883-1947),最有名的則是馬古里斯(Lynn Margulis, 1938-2011)於 1967 年提出了葉綠體(chloroplast) 和真核細胞中的自主胞器粒線體(mitochondria)是經由「內體共生」理論(endosymbiotic theory) 成為細胞胞器的證據。1979 年, 顧爾德(G. W. Gould)和德林(G. J. Dring)也共同提出真核生物的細胞核可以由格蘭氏陽性菌(Gram positive bacteria)形成芽孢。在 20 世紀末,細菌的內體共生已經成了十分普遍的學說。

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在化石方面的證據,澳洲的苦泉(Bitter Springs)有最早的真核細胞化石紀錄。用碳—14 定年包埋這些化石的岩石,發現這些化石約有 12 億年之久。有些分子生物學家用 DNA 序列回推演化時鐘(molecular clock),推測大約早在 20 億年前就可能出現了真核生物。艾克里塔許(Acritarchs)的細菌化石約有 16.5 億年,格里帕尼亞(Grypania)藻類約有 21 億年,有些叢枝形的菌類則有 22 億年之久。整體而言,真核生物的起源有可能更早,但是成為地球上主要的生命形式,可能要晚至距今8 億年之後。

寒武紀生命大爆發

顯生宙(Phanerozoic)是 5.41 億年到 251.902 百萬年前的時期,是較高等生物開始以爆炸量出現的世代,分為古生代(Palaeozoic Era)、中生代(Mesozoic Era) 和新生代(Cenozoic Era)。

顯生宙是較高等生物開始以爆炸量出現的世代。圖/Wikipedia

古生代開始於 542±0.3 百萬年,結束於 251±0.4 百萬年。包括六個紀(period): 寒武紀(Cambrian)、奧陶紀(Ordovician)、志留紀(Silurian)、泥盆紀(Devonian)、石炭紀(Carboniferous)、二疊紀(Permian)。寒武紀、奧陶紀和志留紀為早古生代,泥盆紀、石炭紀和二疊紀則為晚古生代。

伯吉斯頁岩(Burgess Shale) 的名稱是來自伯吉斯通道,位在加拿大英屬哥倫比亞的洛基山脈。黑色的頁岩形成於寒武紀中期,寒武紀是顯生宙的開始,距今約 5.41 億年前至 4.854 億年前。

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英國威爾斯則是最早被研究的寒武紀地層。大約為 5.05 億年前。在幽鶴國家公園(Yoho National Park)的伯吉斯頁岩,含有非常著名而且保存狀態極佳的化石床。頁岩中的動物相極具科學價值,其中有化石紀錄中極少見的軟體有機的部分,也有已經石化的部分。

這些化石最早是在 1909 年由美國古生物學家瓦爾卡特(Charles Doolittle Walcott, 1850-1927)所發現。他曾擔任華盛頓 D. C. 的史密森尼(Smithsonian)博物館館長。他每年都回到伯吉斯的採石場收集樣本,直到 1924 年瓦爾卡特 74 歲時,已經收集了 65,000 件樣本。瓦爾卡特注意到許多像是節肢動物(arthropod)的微化石,都是新的獨有種。

圖/商周出版提供

1962 年,西蒙尼塔(Alberto Simonetta)著手重啟調查瓦爾卡特留下的東西,才注意到瓦爾卡特只觸及伯吉斯頁岩化石的皮毛。也是在那時,才有人注意到化石的生物根本無法依照現有已知的生物分類。

最近的研究結果, 更證明其中許多是全新的動物門(animal phyla)。即使在 21 世紀,有些無脊椎動物(invertebrates)的化石還是無法分類。顯然在五億年前的寒武紀,曾經發生過海中較高等全新生物的爆量發生事件。

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1984 年在中國的雲南澂江縣,也發現了保存十分完整的澄江古生物化石群,時間距今約有 5.20 -5.25 億年。整理的結果共涵蓋了 16 個門類、200 餘個物種的化石。由於化石埋藏地質條件十分特殊,不但保存了生物硬體化石,更保存了非常罕見清晰的生物軟體印痕化石。

中國科學院南京地質古生物研究所的侯先光研究員,首先在澂江縣帽天山的頁岩地發現了娜羅蟲(Naraoia)的化石,這是海中的一種節肢動物,長 2-4.5 cm,存活於寒武紀到志留紀。這是世界上第二個寒武紀生命大爆炸的遺跡,實際的時間比伯吉斯頁岩化石更要早 1 千萬年以上。

這種海中生命爆量的出現,猶如聖經創世記的七日創世,許多信徒相信地球上所有的活物是七日內由上帝所創造出來,各從其類,是所謂的「創造論」(creationism)。但如此解釋在極短的時間內,地球上突然出現了大量、多種類的生命,基本上就是卓姆斯基所說的,將不解的問題歸入「神祕」(mistery),只有愕然的驚嘆,沒有悟性理解的突破。

米開朗基羅的名畫《創造亞當》。圖/Wikipedia

科學家根據化石資料,「寒武紀大爆發」沈積化石群,是在 5.41 億年前的寒武紀,幾乎所有重要的動物門都在很短的 1 千 3 百萬年到 2 千 5 百萬年的時間內出現了。在 46 億年的自然史上,這種幾乎是「轉眼」或「瞬間」的短時間內發生的大量較高等動物的多樣性,是極為少見的例子,也導致了大多數現代動物門的發散。此外,事件前後的生物複雜度也相差甚大。

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動物界的「門」(phylum)是生物分類法中的一級,位於界(kingdom)和綱(class)之間,有時在門下也分亞門。目前動物界有 34 個門,植物界則有 12 個門(Division),真菌界有 8 個門。現有的系統發生學就是研究不同門之生物間的關係。

生命大爆發之前的生物體,大多為單細胞生物或是菌落,但大爆發之後的生物體卻和現在的海洋動物頗為相像,多樣化速率的加速和生命的變異程度也與現今相似。雖然這究竟是化石資訊不足,還是寒武紀當時環境或是生物本身的因素所致,至今尚無定論。有人提出盤古大陸「超級大山」的形成和毀滅,可能是導致生命界劇變的原因。

無論如何,寒武紀大爆發的事件,事實上開創了顯生宙,註記了古代生物史上生命發生至為精采的一頁。

——本文摘自《丈量人類世:從宇宙大霹靂到人類文明的科學世界觀》,2022 年 9 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

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閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。

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寒武紀大爆發「爆」出了哪些神奇生物?──《生命的故事:演化》
遠流出版_96
・2016/04/05 ・1330字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 510 ・六年級

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5 億 4100 萬年前 ~ 4 億 8500 萬年前 ︱寒武紀 Cambrian Period

寒武紀
寒武紀大爆發後,各式各樣生物在海底蓬勃生長,有些動物類群直到今天依然活躍。

寒武紀見證了地球生命多樣性的大爆發,以及許多主要動物類群的誕生,有些類群直到今天依然活躍。牠們大部分生活在水裡,而且很多都住在淺海地帶,例如軟體動物、蠕蟲樣的動物和海綿。

究竟是什麼因素點燃了寒武紀驚人的新生命大爆發,目前並不清楚。也許因為大氣層的氧氣含量增加了,或者與變暖的氣候有關。這些新誕生的許多生物都是身體堅硬的節肢動物,也就是昆蟲、蜘蛛和甲殼類的祖先。牠們的堅硬身體不但可防禦其他生物的攻擊、以免被當作食物吃掉,也可作為身體骨架而長成較大的體型。

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奇蝦Anomalocaris,寒武紀最大型的掠食者)在寒武紀海洋中分布廣泛,在中國、北美和澳大利亞都曾發現牠的化石。

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這個時期出現一群新穎的節肢動物稱為三葉蟲(trilobite),是最早擁有複眼的動物奇蝦 (Anomalocaris)之一。牠們留下大量的化石而為人所知,身長從只有一公分到超過七十公分都有。很多三葉蟲的樣本是從加拿大卑詩省的伯吉斯頁岩地層挖掘出來,當地的化石保存得近乎完美,化石印痕不僅包括蟲身的堅硬部分,像是外殼和牙齒,也包含肌肉、鰓和消化系統,讓專家對三葉蟲的生活方式得到許多重要線索。由於這個地點的化石保存了蟲身的柔軟部分,因此科學家能夠同時研究此地發現的其他無脊椎動物,像是錢包海綿(Crumillospongia),這是一種大型囊狀海綿,與人類至今持續採集的浴用海綿是近親。

在寒武紀的海洋裡,最令人喪膽的捕獵者之一便是奇蝦(Anomalocaris)。牠擁有堅硬的外殼,捕食三葉蟲和其他節肢動物、蠕蟲和軟體動物。這些捕獵者不斷演化,牠們的獵物亦然。生活在海底的風蟲(Wiwaxia)發展出鱗片和棘刺以保護自己。渾身是刺的怪誕蟲(Hallucigenia)也有類似招數――牠用七對腳站起來,聳起背上的兩排脊刺;怪誕蟲全盲(有學者認為牠有眼點),所以靠著背上的脊刺作為防護。

怪誕蟲
怪誕蟲Hallucigenia,有腳和極次的有爪動物),生活在約 5 億 3 千萬年前的海洋中,古生物學家誤以為它身體上規則分佈的兩排刺是用來走路的腿,而把本用來走路的腿誤作裝飾品,認為這樣的奇幻生物「只有做夢才能夢到」,所以命名為怪誕蟲。


 

生命的故事:演化》,遠流出版。

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在地球46億年的漫長歲月中,生命從初始的單細胞生物緩慢而持續演化為多細胞生物。從海洋到陸地,從陸地到天空,億萬種生物合奏出繁花似錦的生之樂章。

本書由知名藝術家繪圖,概述浩瀚壯闊的地球生命演化史。從微小細菌到龐大猛瑪象,從原始蕨類到高等蘭花,詳盡羅列82種演化史上的代表性生物,展現生命豐美的多樣性,演繹令人驚嘆的生命故事!

遠流出版_96
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遠流出版公司成立於1975年,致力於台灣本土文化的紮根與出版的工作,向以專業的編輯團隊及嚴謹的製作態度著稱,曾獲日本出版之《台灣百科》評為「台灣最具影響力的民營出版社」。遠流以「建立沒有圍牆的學校」、滿足廣大讀者「一生的讀書計畫」自期,積極引進西方新知,開發作家資源,提供全方位、多元化的閱讀生活,矢志將遠流經營成一個「理想與勇氣的實踐之地」。

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從古至今最關鍵的五餐飯──《品嘗的科學》
行路出版_96
・2016/03/12 ・2914字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

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最早出現的和味道有關的跡證,早在地球生命開始感覺到周遭世界的時候就有了。海水裡從這些生物體旁邊漂過的養分,其味道就激發了牠們原始的神經系統。在接下來的數十億年裡,生命演化的過程中,已經吃過無數餐飯了。

我們現在的口味,就像俄羅斯套娃那樣,一層層包覆著以前的那些體驗。不論一個人的口味是怎麼培養起來的,或是一道菜裡的成分有多麼不易察覺,一個味道就能勾起久遠記憶中的原始衝動,這些原始衝動呼應著演化過程的轉折,與遠古時候為食物爭得你死我活的爭鬥。

底下介紹的從古至今最重要的「五餐飯」,每一餐都是在演化史的重要轉折點發生,它們對於要解釋味覺從哪裡出現,以及智人的烹飪發明天賦從何處產生,大有幫助。

地球生命的第一口飯

這種小動物有些像金龜子,大約一吋長,有格紋狀的柔軟甲殼,會在海岸淺灘的沙子裡竄來竄去。接著牠能察覺到由氣味、振動與光線變化交織而成的破舊織毯。牠那蟲狀的獵物會往沙裡挖洞,企圖迴避閃躲到安全地點。不過為時已晚。掠食者用鉗狀的下顎把獵物扯開,吸進嘴裡、吞進食道,然後繼續牠的行程,尋找藏身處躲藏,讓食物消化。

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四億八千萬年前的這一餐,證據是在一九八二年發現的。那一年,還是研究生的馬克‧麥克孟納明(Mark McMenamin)為墨西哥政府調查索諾蘭沙漠(Sonoran Desert)的地質,在墨西哥索諾拉州圖桑市(Tucson)西南方約七十英里處的高山 Cerro Rajón(中譯:朗山) 的山側進行挖掘(古代的海底現在變成在山頂上了)。他在一片灰綠色頁岩上注意到一個很微小的化石壓痕,當時他也沒有多想,就把那個壓痕從岩石上鑿下來,把它和其他那堆標本一起裝袋。

由未經訓練的人來看的話,那個化石只不過是大約四分之一吋長、隱隱約約的連續刮痕。當麥克孟納明把它拿回實驗室研究時,他辨認出那是三葉蟲的運動,刻畫在硬化泥漿上的爬痕。在動物界裡,三葉蟲幾乎要算是每種動物的老祖宗了:魚類、雙翅目、鳥類、人類。牠們在海床上留下無數化石,讓它們成了這種天然的歷史博物館裡的固定班底。很多化石有多節式外殼,看起來像是鱟和蜈蚣雜交的產物。這種化石的紋路圖樣很有名,甚至還有一個學名「多線皺飾蟲」(Rusophycus multilineatus)。麥克孟納明保留了這個化石,也在自己的博士論文裡寫到它。一直到二十多年後他擔任曼荷蓮學院(Mount Holyoke College)地質學教授、研究早期的生命演化過程之前,他都很少想到這件事。

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cedit:Kevin Walsh@flickr

後來麥克孟納明在看到他以前忽略掉的東西時,再一次檢查了那個化石。「它具有這種額外的特徵,不只是三葉蟲而已,緊鄰的另一個彎彎曲曲的軌跡化石也有這特徵。」他說:「這些東西很罕見。」他推斷,這個化石包含了兩種生物相遇的證據。另外的那道軌跡,就是一隻像蟲子那樣比較小的生物想要鑽進泥巴裡的證明。從這些記號的排列來看,顯然三葉蟲就在牠的正上方。麥克孟納明採用了「奧卡姆剃刀」(Occam’s Razor)原理:最簡單的解釋,就是三葉蟲要挖洞找吃的東西。他寫道:這就是「第一口飯」的證據─是目前已知最古老的掠食者吞吃獵物的化石。

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這一餐的味道如何?有可能想像出來嗎?

在那個時代(也就是寒武紀〔Cambrian Period〕)之前,就任何有意義的方面來看,味道是不存在的。地球上的生命大部分是由漂浮、過濾和光合作用組合而成。細菌、酵母和其他單細胞生物,藏身在花崗岩的溝紋裡或是砂粒之間。有些單細胞生物會湊在一起形成黏糊糊的細胞叢。管狀或碟狀的生物體會搭著洋流的順風車漂流。「吃」的意思是指吸收海水裡的營養成分。有時候某個生物體會包裹住另一個生物體。

接著,經過數千萬年──以地質學的時間尺度來說只是一瞬之間─海洋裡變成充滿各種新生物,包括三葉蟲,牠成了生命演化史上最成功的生物類別;牠們稱霸地球的時間持續超過兩億五千萬年。牠們大約是五億年前出現的,也就是我所知自然界真正開始的時間:有史以來第一次,生命開始有系統地吞吃掉其他生命。這些新生物和牠們的前身不一樣,牠們有嘴巴和消化道。牠們擁有較原始的大腦和感官,以偵測到明、暗、動作和洩漏形跡的化學特徵。牠們利用這種精巧的新工具來獵捕、殺掉獵物與填飽肚子。就像伍迪‧艾倫(Woody Allen)電影《愛與死》(Love and Death)裡的角色鮑里斯(Boris)說的:「對我來說,嗯……我也不知道,大自然是蜘蛛與蟲子,以及大魚吃小魚。還有植物吃掉植物,動物吃……它就像一座巨大無比的餐廳。」

三葉蟲並沒有存活到現在,從那些化石也沒有辦法知道牠們神經系統的資訊,所以想要知道牠們的感官能力,得仰賴經過訓練的推測。確實,牠們可能完全沒辦法察覺像黑巧克力、葡萄酒這類複雜的氣味。人類的味道,即使是討厭的味道,都充滿細微之處,而且和其他氣味、過去的事件與感情,我們學到的經驗整體,都息息相關。很可能三葉蟲不會有「愉快」這類的感覺,而且僅能保留一點點殘存記憶。每一餐嚐起來的味道必定都差不多。而這一餐的特點一定是大多來自化解了飢餓感,以及攻擊的衝動。

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還有,這些原始的氣味元素是一種相當了不起的演化成就,而人類的味道同樣具有這種相同的基本生理學構造。當然,這好比是拿小鳥比雞腿似的。不過,味道的基礎已經奠定了。

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根據化石證據,寒武紀時期,物種出現爆炸性的成長。本圖為藝術家模擬寒武紀時期的海底樣貌。credit:Ghedoghedo

地球生活條件的某些重大改變,引發了這場掠食者與獵物間的重大變革,也就是「寒武紀大爆發」(Cambrian explosion)。科學家們對於它是什麼狀況並沒有共識。有一些科學家認為那是一場史前時代的全球暖化,融解了長期冰凍的兩極冰帽所造成的。海面上升達數百英呎,海水淹進內陸,淹過長了青苔與真菌的低矮山丘和岩石(樹、草和開花植物在當時都還沒出現),侵蝕出潟湖並塑造出沙洲與淺灘,創造出相當適合生命體生長繁殖的溫暖淺窪地。有些科學家描述這次大爆發是地球磁場方向改變,更有其他人指稱是突變的關係,這種突變會導致動作電位(action potential)出現,也就是讓神經細胞能遠距離溝通的能力,或是在 DNA 編碼上的其他偶然變化。

不管事件的精確順序是怎樣,在敏銳的感官與演化成功之間,已經建立起一個相當牢靠的連結。就在身體與神經系統適應了日益升高的威脅與機會之後,一場生物學上的武器競賽展開了。那些感官,一度只是「偵測與反應」的機制,為了引導出複雜的行為,必須發展得更有效果才行。

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氣味成了這個過程的關鍵。從三葉蟲存在的時代到現在,覓食、獵捕和吃食物這些行為,推動了生命不斷地啟動,在我們人類的大腦與文化成就上登上顛峰。氣味更勝於視覺或聽覺或甚至是性,是人類的核心裡最重要的要素。它創造了我們。麥克孟納明說,最為諷刺的,就是世界上開始出現殺戮,並伴隨著難以言喻的痛苦,也發展出智能和知覺,最後產生了人類的意識。


 

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