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為什麼要保護熊貓

科學松鼠會_96
・2013/12/10 ・4290字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

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在前兩篇:〈熊貓瀕危是因為繁殖力差嗎?〉〈6個關於熊貓瀕危的真假傳言〉文章中,我們論述了熊貓並沒有什麼具體的特徵是特別糟糕、能讓它「注定絕滅」的。繁殖力對熊科來說完全正常,吃竹子也不是什麼問題(只要不發生明顯氣候變化),運動能力並不差,只有消化系統還不太適應但沒產生大麻煩。

但還有一個「指控」是:熊貓是「特化」的物種,也就是說熊貓能適應的環境比較單一;而特化的物種更容易絕滅——有些人甚至會說「特化的物種就是演化的死胡同」。

這就是一個麻煩的問題了。

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先說死胡同。

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這個詞應用在一個動物身上有兩種可能的含義:

-「種群的死胡同」:它的現狀極其糟糕,其遺傳多樣性遭到致命打擊或者生存環境已經被徹底毀滅,以至於無法挽救。
-「演化的死胡同」:它在演化上做出了錯誤的抉擇,雖然現狀尚可,但注定不能適應未來的環境變化,必將滅亡。

打個比方,第一種情況就像是一個人病入膏肓、無藥可治,第二種情況就像是一個人有先天的嚴重遺傳缺陷。當然,兩種情況並不矛盾。

「種群的死胡同」是可以存在的,比如袋狼就是個典範。二十世紀三十年代的時候澳洲政府已經意識到了袋狼瀕危問題,但這時已經太晚了,野外幾乎不見袋狼的蹤影,最後只在1933年捕獲到一隻,三年後死於動物園,袋狼至此絕滅。不過,我們已經在前兩章討論過,熊貓還沒走到這一步。

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「演化的死胡同」就是個有問題的概念了。在我們無法準確預知環境未來變化的前提下,又怎能知道某個物種「注定」不能適應呢?直生論(orthogenesis)的時代已經過去了,現在我們都承認演化的主要因素是自然選擇,選擇的方向隨時在變。因此嚴格意義上的演化「死胡同」是不存在的。也許有一天你可以嘲笑熊貓點錯了技能樹加錯了天賦,但是這只是事後之明,加點的時候沒有人能預料到。

~

然後說特化。

雖然沒有死胡同,但是路上的確是有水坑的。理論上水坑都可以避開,但總會有坑來得太快,沒時間閃躲就一頭栽進去爬不出來了。現實中所有的物種絕滅其實都是這個場景。

麻煩在於,這些坑的大小形狀特徵各不相同。現實太複雜,簡單的「特化」二字根本對應不上。譬如我們平時會說「個頭大的生物容易絕滅」,往往還得意洋洋地舉出恐龍為例子(實際上恐龍大個頭的只是少數派)。「個大易滅」這句論斷本身作為一個非常粗糙的概括是勉強可以接受,但是仔細看數據會發現:海洋軟體動物的大小和絕滅幾率無關;淡水魚是體型越小越容易絕滅;陸生脊椎動物裡親緣關係相近的物種之間比較的話,大塊頭有優勢;但關係遠的物種比較,大塊頭又要吃虧;但晚始新世大絕滅那一次又是大塊頭佔便宜,因為那次是全球變冷、個大的暖和!傻眼了吧。有些規律雖然是規律,但實在太粗糙,很難直接應用到具體案例上,正如男性和女性的平均智商差異很難用來判斷具體的一男一女誰更聰明一樣。

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那麼,稍微縮小一點「坑」的範圍:對於保護生物學來說,「特化」的物種容易掉進「環境劇變」和「棲息地縮小」的坑,這大概是沒錯的。在人類影響的環境裡,這兩類坑特別的常見,所以保護生物學的確也最關注特化的物種。但是,雖然眼下我們正處於人類影響的環境劇變時代,地球歷史上很多其它的坑也相當常見—比如泛化物種遭到其他物種直接競爭的時候更可能吃虧。事實上,熊貓800萬年前的祖先—祿豐始熊貓就還是雜食的,它向素食轉變,很大程度上是因為許多北方雜食動物的到來加劇了競爭。

所以我們最多能得出結論說,如果不考慮棲息地現狀等條件,熊貓這個物種面臨人類世迅速變化的環境,絕滅的概率也比很多其它物種要高一些;但是第一這個結論的可靠程度有限,第二這還是和人類環境脫不開關係。憑這個事實是無法推斷出熊貓「應該」消失的判斷,更不能推理出我們應該放棄對熊貓的保護。F9JtkoZ

等一下。我們到現在還沒有討論我們為什麼要保護熊貓呢。

如果我是個純粹圍觀的外星人,那麼保護什麼的都無所謂。每一個物種最後都是要絕滅的,具體的恩怨情仇全都是地球內政,人把猛獁象殺光了和硬骨魚把三葉蟲消滅並無本質區別。如果熊貓因人為因素而滅絕,那是牠活該;人自己瞎搞把自己整死了,也是活該。天地不仁萬物芻狗。

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但我是個地球上的人類,是一個思想和行為的主體,我要考慮我的利益。而我的利益和野生生物是有密切關係的。

最基本的理由是,多樣性是應付不確定性的唯一真正手段。生物如此,文化亦然。我們無法預料我們會在野生生態系統裡發現什麼。也許是新的化合物可以作為藥品或者建材。也許是新的基因可以用來改良農牧業。其中大部分也許最後確實沒什麼實際用途,但我們不能忽視少數物種的潛能—這種事情上一次出現,是美洲人把他們本地的野馬殺光了。如果馬當時留了下來,按戴蒙德的觀點,美洲土著沒準也會發展出和同時期歐洲相匹敵的文明。

接下來理由是生態上的相互依存。生態系統還沒有敏感到稍微一碰就受不了的地步,但裡面的確是有關鍵環節的(所謂「關鍵種」),而不少時候我們並不確定關鍵在哪裡。城市的居民雖然表面上和自然生態系統沒什麼接觸,但其實根本沒有脫離依賴,最起碼城市也是靠大量農業輸入而來維持的,而農業效率又和周邊環境關係密切。就算有一天人類都上傳到了虛擬世界,你也不希望一次泥石流把數據中心給埋了吧。

然後的理由是審美需要。對於大熊貓而言,這個理由不用我多解釋了吧……tumblr_l7oeg9L5KM1qby0n1o1_500

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最後一條可選理由是物種的存在自身便有其價值,不以人意志為轉移的、非工具的價值。以此而論,人類現在建立保護區的「干預」,是抵消過去幹預的贖罪行為。這一條理由的成立與否,取決於每個人自己的生態倫理觀。有人覺得這根本不成立,有人覺得這才是最重要的理由。但就算是不承認生物自身價值的那些人,至少也需要尊重他人的倫理價值觀、因而間接地尊重保護行為。

保護生物學是一門面向實踐的學科,它不可避免地要討論應然的問題,所以有一點特殊性:如果我只贊同牛頓的第一第二定律卻反對第三定律,那麼所有的物理研究者都會把我一腳踢出門外。但是只要你贊同以上四條理由中的哪怕一條、並願意付出哪怕一丁點方向正確的努力,你我就是同道中人。

但對於大熊貓來說,什麼才是正確的努力呢?

我想先前的文章應該足以說服讀者,動物園和繁育中心的圈養不是根本的出路。圈養當然是作用巨大的,能夠宣傳物種現狀,提高人們的意識,帶來審美愉悅,為我們瞭解熊貓提供了至關重要的大批數據資料,萬一野外環境出現意外重大變故,圈養還是最後的保險—但是,「牠好像只有千條的鐵欄杆 / 千條的鐵欄後便沒有宇宙。」生活在它適應的環境中、和環境裡所有元素發生互動、不受干擾地表現出它的正常行為—從審美意義上講,這樣才是生物的完整面貌。如果動物園甚至不肯為動物提供起碼的豐容、遊客又只想看它的「步容在這極小的圈中旋轉」,那與看仿真模型又有何本質區別。

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再舉一例。我曾經以隨隊翻譯的身份帶一群遊客去南極半島一帶旅遊。許多沒有經驗的遊客不願聽從指揮,一定要靠近企鵝去拍照,認為這樣拍到的才最清晰—但是不到三天很多人就厭倦了,「都是企鵝,長一個樣啊」。事實上,躲在遠處拍長焦的我捕捉到了企鵝吃雪、排泄、配對儀式、交配、築巢、爭地盤、搶石頭、和賊鷗搏鬥等等有趣的行為,但這些行為當人靠得太近、企鵝感受到威脅的時候往往都不會發生。野外尚且如此,很多管理不當的動物園常常更為不堪;哪怕僅從我們自己的審美需求出發,施加太多人為干擾也是巨大的損失。

複製(Clone)和胚胎保存等技術就更不能解決根本問題了。也許如果1933年有複製技術的話袋狼可以死裡逃生,但現在熊貓還沒到那一步,複製頂多只能提供一個備份而已。而且這個備份的作用還相當有限—如果我們現在保存下細胞訊息,留到未來熊貓消失時再讓牠復活,可能會發現未來的環境已經變了,而我們的熊貓還生活在過去。野外和動物園的熊貓都有可能逐漸適應,而時光旅行的熊貓將完全無法適應未來環境,變成真正意義上的孑遺。
tumblr_mfzjveiq781r3clqao1_1280-600x337唯一的根本辦法,就是保護生物學裡所謂「原地保護」:在它本來的棲息地建立保護區,把人類「侵佔」的地區還回去。如果處理得當,當地居民可能不但不會受損,還能從保護區的建立獲益。世界自然基金會的「綜合保護與發展」(ICDP) 項目就是眾多值得關注的計畫之一。

那麼只剩下最後一個問題。我們用了三章的篇幅講熊貓,憑什麼它值得這麼多關注?就因為它萌?

地球上受到威脅的物種很多,僅IUCN紅名冊裡列出的四萬多個物種裡,就有一萬六千個屬於「瀕危」或更高的級別;幾乎肯定還有更多的受威脅物種甚至沒被人發現。保護所有物種是不現實的,撒胡椒面地使用資源最後肯定一事無成。因此保護生物學裡有一個概念叫做“傘護種”:對於一個生態系統,我挑選一個覆蓋範圍廣、容易研究、容易追蹤的物種,只要針對這個物種建立保護區,就像傘一樣連帶保護了整片區域的所有物種。熊貓就是一個合格的傘護種。

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另一方面,保護生物學如上所述並非像牙塔學科,而是希望通過宣傳喚起所有人的意識、匯聚眾人的努力。這樣的宣傳往往圍繞一個瀕危、可愛、有象徵意義、能夠引起大家關注的物種——也就是所謂「旗艦種」—為核心,以此為媒介來向大家宣傳保護的價值和正確方式。不用說,熊貓在這一點上是完美的。世界自然基金會(WWF)用熊貓作為徽標不是沒有理由的……

所以在我看來,熊貓的真正意義是一個引子。它不但保護了陝南川西的大片山區環境,還讓很多人知道了還有瀕危動物這回事,讓很多人瞭解了動物保護的基本知識,甚至吸引了一些人畢生投入保護的行業——當然也大概順帶吸引了一些人來讀我的這篇文字。也正因此,我覺得介紹一些關於熊貓的正確知識是有意義的。熊貓是萌物,但它背後有太多的故事可以講述、太多的知識可以傳遞,如果僅僅停留在看它如何賣萌,實在是可惜啊。tumblr_lsgdsjvlBt1qbz9meo1_500

(全文完)

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主要參考資料:
潘文石、呂植老師等人的著作《繼續生存的機會》。雖然是學術著作,但是多數章節並不難讀。
論文集 Priorities for the Conservation of Mammalian Diversity: Has the Panda had its Day? 相對偏專業一些。而且定價超貴-_-b
還是論文集 Giant Pandas: Biology and Conservation 。比上面兩本略新。

互動網頁:
山水自然保護中心的專題《真實的大熊貓》
好吧其實我寫的時候還不知道有這個網頁TAT。做得很好。

轉載自科學松鼠會,作者

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科學松鼠會_96
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科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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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。

大塊文化_96
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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。

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黔金絲猴物種起源,竟是近親雜交形成?
寒波_96
・2023/08/11 ・3267字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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新物種如何誕生,是演化最重要的主題之一,正如達爾文代表作的書名《物種起源》(The Origin of Species,也常譯作《物種源始》)。隨著基因體學帶來愈來愈多新知識,人們對物種的想法也不斷演變。

2023 年發表的一項研究調查多種金絲猴的基因組,意外發現有一種金絲猴,竟然直接由不同物種合體形成。這是靈長類的第一個案例,動物中也相當少見。

黔金絲猴。圖/Current status and conservation of the gray snub-nosed monkey Rhinopithecus brelichi (Colobinae) in Guizhou, China

五種金絲猴的親戚關係

金絲猴(snub-nosed monkey,學名 Rhinopithecus,也稱為仰鼻猴)主要住在中國西南部和東南亞,目前有五個物種。牠們的中文名字依照地名,英文名字則多半根據顏色。

古時候金絲猴的分布範圍更廣,像是台灣也曾經存在過,如今卻只剩下化石。現今五個物種分別為:

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*(雲南)滇金絲猴(black-white 黑白,學名 Rhinopithecus bieti

* 緬甸金絲猴(black 黑,學名 Rhinopithecus strykeri

*(四川)川金絲猴(golden 金,學名 Rhinopithecus roxellana

*(貴州)黔金絲猴(gray 灰,學名 Rhinopithecus brelichi

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* 越南金絲猴(Tonkin 越南東京,學名 Rhinopithecus avunculus

五種金絲猴。圖/參考資料1

比對五款吱吱的 DNA 差異,可知滇、緬甸金絲猴的親戚關係最近,川金絲猴則和黔金絲猴較近,但是黔金絲猴明顯介於兩者之間。黔金絲猴在自己獨特的變異之外,僅管基因組整體更接近川金絲猴,也有不少部分和滇、緬甸金絲猴相似。

見到不同物種之間共享血緣,最直覺的想法是,兩者的祖先發生過遺傳交流。但是詳細比對後,研究猿認為還有機率更高的可能性。

最滑順的劇本是,大約 197 萬年前,滇、緬甸金絲猴的共同祖先,和川金絲猴分家;又經過十幾萬年,約莫 187 萬年前,兩群金絲猴再度合體,形成一個全新的支系,也就是黔金絲猴的祖先;後來滇、緬甸金絲猴再衍生出兩個物種。

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這形成如今我們見到的狀態:黔金絲猴大約 75% 血緣來自川金絲猴,25% 源於滇、緬甸金絲猴的共同祖先。

四種金絲猴的親戚關係,與遺傳交流。圖/參考資料1

靈長類首見,雜交直接形成新物種

或許有人會疑惑,看起來都是共享 DNA 變異,上述說法和「不同物種之間,發生過遺傳交流」有何差別?

差別在於,所謂「不同物種之間」,指的是新物種已經誕生一段時間以後,彼此間又發生 DNA 交流,這個一點都不稀奇。例如 A、B 物種間發生關係,變成 A 的遺傳背景下,又有一點 B 血緣的物種。

但是黔金絲猴的狀況是,新物種之所以誕生,就是不同物種直接合體所致。例如 A、B 物種發生關係,衍生出差異更大,不是 A 也不是 B,足以認定為新物種的 C。

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假如重建的劇本為真,這就是首度在靈長類中觀察到,不同物種直接合體形成新物種的「hybrid speciation」。可以翻譯為「雜交種化」,不過「合體種化」似乎更直觀。

哥倫比亞猛獁,想像畫面。圖/wiki

經由兩個物種雜交,直接產生新物種的方式,植物較為常見,哺乳類動物極少。此前古代 DNA 研究認為,已經滅絕的美洲大象「哥倫比亞猛獁」(Columbian mammoth,學名 Mammuthus columbi)是不同猛獁象合體產生的新物種,但是證據沒那麼充分。

或許沒有那麼罕見?

直接雜交產生新物種,會很難想像嗎?仔細想想,金絲猴的案例可能沒那麼驚悚,或許還有某種程度的普遍性。

回到當初的情境,所謂「兩個物種」在當時其實只分家十萬年而已,差異應該仍很有限。是又累積 180 萬年的分歧到今日,才顯得親戚之間明顯有別。

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這邊 197 萬、187 萬、十萬年都是根據 DNA 變異的估計,實際數字未必如此。不過順序大概差不太多,就是首先分出兩群,很短的時間後又合體產生第三群,再經歷好幾倍的時間直到現在。

假如川金絲猴不幸滅團,缺乏樣本可供比較,那麼黔金絲猴與另外兩種近親,看起來就單純是 187 萬年前分家。

值得注意的是,我們能判斷演化樹上的不同分枝曾經合流,來自對樹形的比對。假如川金絲猴不幸滅團,這棵演化樹中我們只剩下三個物種的樣本,便會判斷黔金絲猴是跟另外兩種親戚分家而成,卻完全不會察覺有過合體種化。

這麼想來,雜交誕生新物種的現象,或許沒那麼罕見,只是時光抹去了許多痕跡。

血緣融合,猴毛也是奇美拉

另一有趣的發現是毛色演化。金絲猴現今四個物種,外表的毛色為一大差異。毛色與深色素有關,深色素愈多,毛色會顯得愈黑,相對則是愈淡,會呈現白毛、黃毛、金毛。

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身為不同演化支系合體的產物,黔金絲猴的毛色也混合兩邊的風格。頭和肩膀的淺色,類似川金絲猴;手腳的深色,則類似滇、緬甸金絲猴。

基因組合體以後,兼具兩群影響毛色的基因,形成混合的毛色搭配。圖/參考資料1

金絲猴毛的顏色深淺,取決於不同色素的相對比例。棕黑色素(pheomelanin)愈高,毛色愈淡;真黑素(eumelanin)愈高,毛色愈深。例如猴毛中含有大量棕黑色素、少量真黑素,便會呈現金毛。

很多基因有機會影響色素與毛色。分析得知金絲猴們有 5 個基因和毛色關係密切,黔金絲猴的基因組來自兩個支系,比對發現,三個基因 SLC45A2MYO7AELOVL4 繼承自川金絲猴,兩個基因 PAHAPC 則源於滇、緬甸金絲猴。

這些基因如何影響毛色,仍有許多不明朗之處。最明確知道的是,SLC45A2 基因表現降低,會使得棕黑色素產量上升,令顏色變淡。PAH 基因表現增加,可以讓顏色加深。

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同一隻金絲猴不同部位的細胞,同一批基因經由不同調控,就能控制毛色深淺。

這篇文章介紹的演化基因體學分析手法,對許多人大概不算容易,但是這些研究帶來的趣味,倒是不難體會。

延伸閱讀

參考資料

  1. Wu, H., Wang, Z., Zhang, Y., Frantz, L., Roos, C., Irwin, D. M., … & Yu, L. (2023). Hybrid origin of a primate, the gray snub-nosed monkey. Science, 380(6648), eabl4997.
  2. The Primate Genome Project unlocks hidden secrets of primate evolution
  3. Biggest ever study of primate genomes has surprises for humanity
  4. Hundreds of new primate genomes offer window into human health—and our past
  5. van der Valk, T., Pečnerová, P., Díez-del-Molino, D., Bergström, A., Oppenheimer, J., Hartmann, S., … & Dalén, L. (2021). Million-year-old DNA sheds light on the genomic history of mammoths. Nature, 591(7849), 265-269.

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。