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我有毒,不要吃我!

老狐狸
・2011/11/09 ・1207字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

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(圖片引自原文)
(圖片引自原文)

在接近巴西邊境的熱帶雨林之中,是這種小型箭毒蛙多樣性頗高的地區之一。牠們擁有非常多樣的色彩跟斑紋,有的擁有金色的頭部以及白斑縱橫的身體;也有的身上滿佈著黑色底亮黃色的線條,就像是刺青一樣。這對掠食者傳達了一樣對牠們來說最糟的訊息:「我有毒,不要吃我!」但為何傳達訊息的圖樣並非演化成單一一種,而形成如此複雜的設計呢?

加拿大蒙特婁大學的演化生物學家Mathieu Chouteau深入進入雨林當中,去尋找問題的解答。他研究其中一種箭毒蛙的Ranitomeya imitator的演化歷程,這種箭毒蛙演化出了約10種不同模式的斑紋。「這麼多樣的斑紋對於掠食者來說應該是很容易混淆的」他說,「因為警戒色應該是要傳達單一的訊息,就常理來說,單一的模式對於掠食者來說是比較容易依循的方式!」

為了瞭解其中原由,Chouteau請她的女友協助製作了3600隻18mm長的青蛙模型。「至少全天工作一個月才完成」他說。他們利用黑色的軟黏土製作青蛙外型的素胚並各自彩繪成兩種模式的斑紋:黃色的直條紋;或是像長頸鹿一樣,綠色調的網紋。它們也製作了褐色的青蛙模型做為無毒蛙類的控制組。然後Chouteau將這些青蛙打包,並帶著它們飛到秘魯去。

這些模型代表兩種生活在不同地區的青蛙:一種生活在亞馬遜的低地;另一種是在海拔約500公尺的河谷。這兩個地區有很高的山脊隔離,每個樣區各花了整整一天的時間,將其中900隻「野放」到樹葉的表面。路徑是被當地人作為獵徑的一條狹長樣線。在接下來的三天,他會回到同一條樣線,看看軟黏土模型上是否有被鳥攻擊的痕跡。

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鳥多半會避免攻擊長相與當地箭毒蛙類似的模型,但會攻擊與另一個地區的箭毒蛙類似的模型。Chouteau將其研究的成果發表在12月的《美國博物學家》(The American Naturalist)期刊上。在較高的河谷地,綠色網紋的箭毒蛙居住的地區中,與當地物種類似的模型僅有7.2%被鳥類攻擊,控制組被攻擊的機率有14.2%,黃色條紋的模型則有26.6%,在另一地區的調查也呈現類似的趨勢。

「這會有助於解釋雨林中箭毒蛙色彩及斑紋的多樣性」Chouteau說道,「在不同地區會其有主要的斑紋模式,而鳥類會持續性的移除那些與不同於多數個體的斑紋模式。」

「這項研究很成功的展示了,當箭毒蛙色彩的多樣性提高時,又被鳥類的捕食穩定下來。」英國劍橋大學的演化生物學者Chris Jiggins說道。「但是這樣的多樣性是如何產生的呢?這仍然是一個未解的問題。」這些箭毒蛙獨特的斑紋模式可能最適合牠們棲地的環境,他認為這些不同箭毒蛙之間的差異可能是由遺傳漂變造成的。這些逢機性的變化被穩定篩選下來,又持續的演化,造成蛙種之間的隔離。「最讓人驚訝的是鳥類真的會捕食這些蛙類,你可以想像這些蛙類是不好吃的,也不會想要靠近箭毒蛙。」Chris Jiggins說道 ,「也許雨林當中的生物真的是太多樣了,總是可以去嚐試吃一些新東西,儘管這些食物有著亮麗的色彩。」

全文引自:Science NOWWhy Are There So Many Colors of Poisonous Frogs?[4 November 2011]
相關研究發表於:The American Naturalist 

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老狐狸
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老是喜歡東找找西摸摸的路人 狐疑的踏入了一個很適合東翻西找的小路裡 狸貓的足跡都可以讓我駐足半天 是非對錯無關緊要 我只是想要好好的看看我住的世界

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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誰在馬丘比丘終老?來自印加帝國各地,還有遙遠的亞馬遜
寒波_96
・2023/09/13 ・3774字 ・閱讀時間約 7 分鐘

馬丘比丘(Machu Picchu)可謂世界知名的遺跡,觀光客前仆後繼。後世外人神秘的想像下,這兒其實是印加帝國王室冬季渡假的離宮,平時有一批工作人員長住。公元 2023 年發表的論文,透過古代 DNA 分析,證實這群人來自南美洲各地。

馬丘比丘,鍵盤旅遊常見的俯視視角。圖/Eddie Kiszka/Pexels, CC BY-SA

印加王室專屬的服務團隊

馬丘比丘位於現今的秘魯南部,安地斯山區海拔 2450 公尺之處,距離印加帝國的首府庫斯科(Cusco)約 75 公里,只有幾天路程。此處當年是一片完整的園區,足以容納數百人,王室成員會在冬天造訪(南半球的冬天,就是台灣所屬北半球的夏季月份)。

即使是使用淡季,馬丘比丘也住著不少工作人員;從遺留至今的墓葬,可以見到他們的存在。園區由 15 世紀初開始營業,到印加帝國 16 世紀滅亡為止,此後與外界斷絕聯繫數百年,一直到 1912 年,美國調查隊再度「發現」這處世界奇觀。

馬丘比丘總共留下 107 座墓葬,174 位長眠者。這群人顯然不是印加王室,應該是歷代的服務團隊。以前有許多證據,根據不同手法與思維,支持馬丘比丘的工作員來歷很廣。例如這兒的陶器,各地風格都有。

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誰在馬丘比丘工作呢?發跡於庫斯科的印加帝國,後來成為廣大疆域的征服者,有一套「米塔(Mita)」制度調用各地的資源與人力。這套韭菜輪替,後來被西班牙殖民者沿用加改造,成為恐怖的剝削機器,也算是南美洲國家現今社會問題的一個根源。

然而,馬丘比丘的工作人員應該不是米塔制度的服役者,而是「亞納柯納(yanacona)」。他們是王室專屬的服務人員,來自帝國各地,小時候就離開家鄉,接受培育以服務王室。

印加帝國的地理格局。圖/參考資料1

來自印加各地,還有帝國以外的亞馬遜

這項研究由馬丘比丘的墓葬取得 34 個古代基因組,以及附近烏魯班巴谷(Urubamba Valley)的 34 位古代居民樣本,他們代表當地原本的鄉民。

分析發現,印加帝國能接觸到的地區,當地特色的血緣都能在馬丘比丘見到。唯一例外是帝國最南端,現今智利中部、阿根廷西部那一帶。這使得馬丘比丘,成為印加帝國 DNA 多樣性最高的地點。

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但是我不覺得,這等於馬丘比丘存在多樣性很高的「遺傳族群」。分析對象中只有一對母女,其他人都沒有血緣關係。這群人的 DNA 差異大,是因為持續有一位又一位孤立的人,從不同地方被帶進來,整群人只能算特殊個體的集合。

不過遠離家鄉,服務終生的亞納柯納們,彼此間還是可以結婚生小孩的。

性別方面有細微的差異。整體而言,男生具備較多安地斯高地的血緣,女生則配備更多高地以外族群的血緣。一個因素是,有些女生來自更遠的地方,例如文化有別的亞馬遜地區。

印加帝國對亞馬遜的政治勢力不是征服關係,似乎大致上對等。有些亞馬遜的女生大概出於交流目的,來到印加帝國。至少長眠於馬丘比丘的這幾位,生前受到的待遇看來不錯。

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馬丘比丘長眠者的年代與血緣組成。圖/參考資料1

山區到更高山區的情慾交流

對於更在地的族群調查,發現一件有趣的事。庫斯科附近的人群,以「秘魯南部高地」血緣為主,可以視為長居本地的血緣。一部分人卻也能偵測到,與更高山上之「的的喀喀湖(Titicaca)」的居民共享血緣。

庫斯科與的的喀喀湖,兩個地區有點距離,考古學證據指出,早於 2500 年前兩地間就存在交流。而遺傳學分析則支持,兩地存在情慾流動;可惜現有樣本,不太能精確判斷交流發生的年代。

來自亞馬遜的媽媽,女兒,爸爸

這批調查對象中,我覺得長眠於馬丘比丘的那對母女最有意思,值得特別思考。這對母女都是百分之百的亞馬遜西北部血緣,長眠於同一墓穴,兩者的關係在當時有被強調。

「亞馬遜」的面積妖獸大,印加帝國最有機會接觸的,應該是距離安地斯東方不遠的區域,也就是亞馬遜的西部和西北部。不論如何,亞馬遜有自己的一套,印加帝國與其有所交流,不過始終無法將其納入統治。

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征服到山與海的盡頭!以及雨林的邊緣……

馬丘比丘長眠者的鍶穩定同位素比值。圖/參考資料1

根據牙齒中鍶的穩定同位素,可以判斷一個人小時候在哪兒長大。媽媽 MP4b 成長於亞馬遜地區,表示她在長出恆齒後才抵達安地斯。

她的女兒 MP4f 則無法判斷具體地點,不過應該位於安地斯山區。兩人後來都在馬丘比丘服務,去世後長眠於此。

女兒沒有其餘地區血緣的特色,意謂女兒的爸,也配備百分之百的亞馬遜西北部 DNA,只是在馬丘比丘墓葬中看不到他。

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印加帝國興起,亞馬遜扮演什麼角色?

年代方面,媽媽算是長眠於馬丘比丘最早的一批人,處於印加建國的初期,甚至有可能早於開國之日。

依照歷史敘事,印加帝國始於「印加太祖」帕查庫特克(Pachacuti)擊敗昌卡人(Chanka)。印加勢力征服烏魯班巴谷以後,才有機會建設其上方的馬丘比丘。而印加太祖登基的年份為 1438 年。

然而,針對馬丘比丘遺骸的放射性碳同位素定年(碳14),指出兩人的年代或許早於 1420 年。考古學家因此懷疑,印加帝國建國的實際年代比 1438 年更早,也許早在 1420 年已經完成建國大業。

馬丘比丘最早長眠者的年代,似乎比歷史敘事中,印加帝國建國的 1438 年更早。圖/參考資料4

亞馬遜西北部長大的媽媽 MP4b 之年代,剛好介於這段時期。不論如何,這都是明確的證據,支持印加帝國建國之初,和亞馬遜之間有一定程度的正面交流。而女兒的爸,身份也引人好奇。

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他是當時亞馬遜政權派往印加的政治代表,或是軍事團助拳人嗎?還是替印加王室服務的商人,或是作戰的傭兵?他是在哪個地方,什麼情境下,與來自家鄉的女性生下女兒?最後,他本人最終的命運如何?

馬丘比丘在這對母女以後,至少還有四位純亞馬遜西北部血緣的女性長眠,延續到印加帝國的最後時期,當中至少兩位是在安地斯山區長大,和前輩女兒 MP4f 一樣。印加王室與亞馬遜的人口交流,貫串整段帝國時光。

古代 DNA 的分析,有相當客觀的套路,但是從中能牽引出的主觀議題千變萬化,非常有意思。

延伸閱讀

參考資料

  1. Salazar, L., Burger, R., Forst, J., Barquera, R., Nesbitt, J., Calero, J., … & Fehren-Schmitz, L. (2023). Insights into the genetic histories and lifeways of Machu Picchu’s occupants. Science Advances, 9(30), eadg3377.
  2. Who lived at Machu Picchu? DNA analysis shows surprising diversity at the ancient Inca palace
  3. Ancient DNA reveals diverse community in ‘Lost City of the Incas’
  4. Burger, R. L., Salazar, L. C., Nesbitt, J., Washburn, E., & Fehren-Schmitz, L. (2021). New AMS dates for Machu Picchu: results and implications. Antiquity, 95(383), 1265-1279.

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

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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》。

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美洲舊石器時代,女生不只採集,也常狩獵?
寒波_96
・2021/03/09 ・3459字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

人類發展出農業之前,以採集和狩獵維生,至今也仍有一些仰賴採集狩獵的人群。不過採集(gatherer)與狩獵(hunter)其實是兩件事,而且似乎與性別高度相關:女生採集、男生狩獵。

去年發表的一篇論文卻指出,美洲在舊石器時代,女生可能也擔任獵人。女獵人很吸引眼球,這篇論文非常熱門,排名 Altmetric 資料庫 2020 年的第 30 名[1, 2, 3, 4]

女生狩獵草泥馬想像圖。圖/取自 [參考資料2]

由琺瑯質的蛋白質判斷性別

秘魯南部,安地斯山上的 Wilamaya Patjxa 遺址位於海拔 3925 公尺,可謂雲端。此處有 2 萬件人造物,以及 6 位長眠的死者出土,其中 2 位的陪葬品包含狩獵裝備。有意思的是,其中一位是生理女性。

編號 WMP1 的男性死者,身邊有狩獵大型動物的裝備陪葬,由牙齒磨損的狀況,估計去世時為 25 到 30 歲。考古學家根據骨頭型態判斷他是男生,分析牙齒中的 AMEL 蛋白質,也得到一樣的結果。

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AMEL 蛋白質的全名為 amelogenin,會參與牙齒琺瑯質的生成;此一基因位於 X 和 Y染色體上,兩者的氨基酸序列小有差異,所以男女有別,可用於分辨生理性別。

男生的 X、Y染色體各有一條,因此男生的蛋白質產物,同時有 X染色體產生的 AMELX,以及 Y染色體製造的 AMELY。女生則有兩條X染色體,沒有 Y染色體,所以女生不會製作 AMELY,只有 AMELX。

X、Y染色體的 AMEL 蛋白質產物有所差異,可以用於判斷性別:偵測到 2 個訊號便是男生,只有 1 個訊號則是女生。圖/取自 Sex determination of human remains from peptides in tooth enamel

如果能由牙齒取得 AMEL 蛋白質,便有機會判斷性別,而且此一資訊取決於遺傳,不像型態更容易受到個體差異影響而誤判(例如骨架很纖細的男生,被誤判為女生)。

安地斯山9000年前,草泥馬獵人

人體由吃進去的食物、飲水重組後構成,分析骨頭或牙齒中,衰變速度極為緩慢的穩定同位素,可以判斷一個人生前的飲食、出生地等資訊。

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由 WMP1 的氧18 穩定同位素判斷,他長期飲用高海拔的水源;碳13 穩定同位素則能推論他住在高山,飲食混合動物與植物。

綜合看來,這位有狩獵裝備陪葬的男生,生前應該長居山上,飲食包含不少肉類。合理推論:

他是一位獵人。

Wilamaya Patjxa 遺址現場。圖/取自 [參考資料2]

另一位身邊擺放狩獵裝備的死者 WMP6,分析骨頭中的膠原蛋白,以碳同位素定年法估計約在 9000 年前去世。其餘和前述一樣的分析指出,她生前長住山上,飲食包含不少肉類,可能在 17 到 19 歲時去世,AMEL 蛋白質則明確表示她是女生。

她身邊有一批裝備,原本或許放在皮帶之內,可用於攻擊和處理獵物,尤其是大型動物。儘管無從得知是否真的會狩獵,依照陪葬品及飲食狀態,採用和 WMP1 同樣的邏輯推論:

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她應該也是一位獵人。

現存於世的採集狩獵族群中,通常是男生狩獵、女生採集;距今 9000 年前的安地斯山上,卻可能並非如此。這點發現相當有趣,研究者認為值得深究,便探討美洲其他考古遺址中,有狩獵裝備陪葬的人性別為何——結果發現,女性獵人也許出乎意料的多?

美洲舊石器時代,各種遺址分佈。圖/取自 [參考資料1]

美洲舊石器時代,女生打獵或許不算罕見?

總共有 107 處舊石器時代的遺址,429 人納入分析。存在狩獵大型動物工具陪葬的,總共有 18 個遺址;10 處遺址包括 11 位女生、15 處遺址包括 16 位男生。

乍看之下,墓葬與狩獵元素相關的人,兩性比例好像差別不大,不過取樣其實非常有限。也不可忽視如 Upward Sun River 遺址,有武器陪葬的 2 位女生根本還是嬰兒,絕對不可能當過獵人。

光是有狩獵工具陪葬,不能直接等於死者生前擔任獵人,也可能是想表現某些象徵意涵。不過論文主張,至少 Wilamaya Patjxa 遺址中的一男一女沒什麼差別,女生應該曾為獵人;另外在美洲的舊石器時代,雖然不清楚比例,女生獵人或許並不罕見。

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現代仍然以採集、狩獵維生的人們,多半具有明顯的性別分工:女生採集、男生狩獵。由這些觀察推導出的論點是:古代就是如此。不過仍有少數例外,例如菲律賓的阿埃塔人(Agta),女生便會擔任獵人。

這項新研究則認為,古代的採集狩獵族群,性別角色未必和現在一樣。至少在舊石器時代的美洲,女生也會打獵。

1980 年首度出版的科幻小說《愛拉與穴熊族》。圖/取自 amazon

人類多變化的營生、性別角色

雖然少數女生會狩獵,但是由男生擔任獵人,可謂根深蒂固的想法。珍奧爾(Jean M. Auel)以冰河時期歐洲為背景的「愛拉傳奇」系列首部曲《愛拉與穴熊族》,便用「女性獵人」為主軸,營造衝突與轉折。這本精彩的小說,描述被尼安德塔人收養的智人女主角,因為喜歡狩獵被視為離經叛道,經歷奮鬥後克服偏見,獲得認同的故事。

考古研究若是發現,戰士、獵人這類某些人認為專屬於男生的角色,性別竟然是女生,起爭議是正常的。

近期最出名的案例,莫過於也超級熱門,2017 年發表的維京女戰士;即使證據十分明確,仍有些歷史和考古學家抵死不認,搬出各種自相矛盾的說法乞辭詭辯,主張遺傳學家不懂歷史、「女戰士」只是噱頭……

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維京女戰士想像圖。圖/取自 The Vintage News

相比之下,這回安地斯山上的研究,證據上沒那麼周全;擴大到整個美洲,更是頗為可疑。不過我個人意見是,儘管目前證據不足,論文的主要觀點也許無誤:

舊石器時代的美洲,女生打獵不罕見。

取得資源,確保生存是第一要務,有時候甚至是唯一任務。距今 9000 年前,海拔 4000 公尺的安地斯山上,算是資源稀缺的艱困環境;假如只靠男生狩獵,等於只有一半人力打獵,當時有那個餘裕嗎?所以我覺得,那個人口稀少的背景下,女生一起參加打獵很合理,甚至是必然的。

和動物相比,智人一大特色是充滿彈性。所謂的性別分工,應該是因時、因地、因物,以及文化而異。

另外我們也不能忽視,智人是社會化的動物,除了先天的生理性別之外,還有千變萬化的社會角色。堅持古往今來某些社會角色,只能由特定生理性別擔任,我想反而才是太過武斷。

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延伸閱讀:

參考資料:

  1. Haas, R., Watson, J., Buonasera, T., Southon, J., Chen, J. C., Noe, S., … & Parker, G. (2020). Female hunters of the early Americas. Science advances, 6(45), eabd0310.
  2. Women at the Hearth and on the Hunt
  3. Early big-game hunters of the americas were female, researchers suggest
  4. Woman the hunter: Ancient Andean remains challenge old ideas of who speared big game

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

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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》。