2009年3月30日 星期一

"刻骨"銘心的古早農業活動



古早的人類農業活動, 也能讓動物"刻骨"銘心!
發表於本週PNAS期刊線上版(美國國家科學院院刊)的一項研究
利用碳的穩定同位素追溯東亞地區的農業歷史

前幾週才聽到關於穩定同位素在生態研究上應用的演講
自然界中存在著許多不同"重量"的同位素, 分成放射性同位素和穩定同位素
而不同的生物或自然系統也偏好使用特定的穩定同位素
例如氧原子有分16和18, 碳原子分13和14
C4植物偏好吸收"較重"的碳原子, C3植物愛"較輕"的碳原子
利用不同系統的不同穩定同位素比例
可以加以推判我們無法直接觀察到的現象
比如說冰河期的變化等等...

PNAS上的這篇研究, 就利用穩定同位素的分析
來看古早人類何時開始有農業活動
他們研究中國西北部的兩個文化層
分別距今7900~7200年前和6500~4900年前
雖然這兩層遺址都發現小米化石
但不代表當時已經有農業活動!

根據穩定同位素的特性
C4植物有較高含量的"重碳"
而取食C4植物的動物也會累積較高比例的"重碳"
小米恰巧就是當地少數的C4植物之ㄧ
因此透過遺址內的動物骨骼分析
就可以推判這些動物(包括人)的主食是否有可能是小米

古老文化層裡的狗骨分析顯示
裡面還有高比例的"重碳"
可能代表此時期的狗已被人類馴養
且小米也是狗的主食
但是豬就不是這麼回事了!
研究者推測當時豬還是直接殺來吃
不過年輕文化層裡的豬骨就呈現高比例的"重碳"
顯示此時期的古人已經把豬做為豢養的動物了!

PS. 我對化學的東西不太在行, 有錯誤歡迎批評指教~

較詳細的新聞請參考 ScienceDaily http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090324081439.htm
原始文獻 http://www.pnas.org/content/early/2009/03/20/0809960106

2009年3月25日 星期三

烏賊與章魚聽覺神經生理新發現

來自中研院的消息
嚴宏洋研究員團隊研究成果獲選為 Faculty 1000 The Most Interesting Paper 由本院細胞與個體生物研究所嚴宏洋研究員領導的研究團隊,於2009年3月「比較生物化學與生理」(Comparative Biochemistry and Physiology-A)期刊所發表的一篇有關烏賊及章魚聽覺神經生理的論文,日前被 Faculty 1000網路期刊甄選為2009年3月的「最吸引注意的論文」(The Most Interesting Paper)。
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Faculty 1000是個蠻實用的資料庫
有一堆人負責評論各期刊新發表的論文
分成幾個不同的推薦等級
適合有空ˋ想補充新知ˋ需要新idea的時候來看看
裡面分成各種不同領域
每個獲選的論文都附加一段小評論
在這種"論文爆炸"的時候
有這樣的工具確實幫助很大!
至少都是人腦精心挑選的文獻!!

2009年3月17日 星期二

演化論--達爾文 VS. 華萊士

西元2009年,全球面臨經濟衰退的陰霾籠罩,但是科學界仍不忘慶祝演化論的重要創始人之一—達爾文 (Charles Darwin,1809~1882) 200歲誕辰,及《物種起源》出版第150週年。當大眾都將光環都加諸於達爾文身上,其實,演化論的另一位創始人—華萊士 (Alfred Russel Wallace,1823~1913) 有更多的貢獻。

華萊士,一位天生的自然學者、人類學家、演化生物學的先驅,被後來的學者稱為生物地理學之父、現代生物種概念之父。華萊士和達爾文同是英國人,但身家背景與經歷差異頗大。華萊士出身貧困,一直為生存而奮鬥 (struggle for existence),靠著採集販售標本賺取旅費;達爾文則有充足的經濟來源,不需為五斗米折腰,且受船長之邀而搭乘小獵犬號 (H. M. S. Beagle)。有趣的是,兩人各自前往不同的地區,旅程中觀察與採集眾多生物標本,不約而同的閱讀馬爾薩斯 (Thomas Malthus,1766~1834) 的《人口論》,各自萌發出相似的創新理論。

1831年,時年22歲達爾文跟隨小獵犬號前往巴西熱帶雨林、阿根廷的彭巴斯大草原,並駐足於加拉巴哥群島,直到1836年回到英國。達爾文在南美洲發現許多大型動物化石,在加拉巴哥群島採集許多生物標本。他當時沒有意識到加拉巴哥群島上這些相似的鳥類,會是完全不同的物種,甚至連採自哪個小島都沒有紀錄。不過,這趟旅程促使達爾文在往後的20年,腦海中形成挑戰當時宗教思想的演化論。達爾文在旅程中的精采發現,記載於他所撰寫的《小獵犬號航海記》(中譯本由馬可孛羅出版)。

華萊士的旅程比達爾文晚了17年。1848年,華萊士時值25歲,前往南美洲的亞馬遜流域進行4年的觀察與採集;1854年,展開為期8年的馬來群島探險之旅,發現東南亞島嶼的生物相呈現一定的分布模式,期間也採集了12萬多件標本,直到1862年才再度返抵英國。華萊士在馬來群島的所見所聞,也出版為《馬來群島自然考察記》(中譯本由馬可孛羅出版)。就在這趟馬來群島的旅程之中,因為罹患瘧疾而無法外出的華萊士,思考出物種形成 (speciation) 與天擇 (natural selection) 的概念。

1858年,華萊士把關於演化論的想法寄給他所景仰的達爾文,達爾文才驚覺有人也提出相同的創新理論。於是,達爾文趕緊將20年來關於演化論的想法,整理成文章,在達爾文友人的巧妙安排下,與華萊士的文章,在1858年8月20日共同發表於林奈學會—〈On the Tendency of Species to form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Nature Means of Selection〉。達爾文在不到18個月的時間內,於1859年完成並出版影響深遠的鉅作《物種起源》;後來,達爾文也針對書的內容陸續增修至第6版。

達爾文發表的文章包含兩部份,內容較為完整的〈On the Variation of Organic Beings in a state of Nature; on the Natural Means of Selection; on the Comparison of Domestic Races and true Species〉以及與美國植物學者—亞薩格雷 (Asa Gray) 的私人通信摘要。前文首先提及馬爾薩斯的人口論,食物會限制人口成長的幅度,並舉數個例子解釋環境的改變會影響生物的存活,而個體本身的改變會影響其物種的存活,最後提出雄性間競爭雌性也是一種天擇機制。後文則論述有天擇的存在,並強調時間與天擇的作用,會促進變異累積,最後提出物種的形成像是樹的形狀,所有的枝條 (物種) 都衍生自同一主幹 (共同祖先)。

華萊士的文章〈On the Tendency Varieties to depart indefinitely from the Original Type〉,提及家畜品種性狀的不穩定,不符合當時”物種永恆不變”的說法,如同野生生物受到相同自然法則的影響,有些特徵的變異會愈像或愈不像原本的物種 (original species);物種個體數的多寡,並非生育力的差異,而是受限於食物量,也舉出多個例子加以說明,強調最適應的個體得以存活下來,也進一步說明物種特徵的改變可能有助於其生存,但環境改變也會對物種產生影響;家畜和野生動物所面臨的環境有所區別,某些家畜品系的性狀在野外環境,容易招致滅絕或毫無用武之地;最後提及遭多人反駁的拉馬克 (Chevalier de Lamarck,1744~1829) 演化論,並強調自然界裡有許多變異種 (variety) 有逐漸偏離原本物種的傾向。

雖然有一部分的人知道達爾文和華萊士共同發表演化論,但其實他們的想法各有不同。Kutschera (2003) 比較達爾文和華萊士發表的演化論內容之異同,發現兩人的演化論有6點主要的不同:(1) 華萊士強調家畜和野生動物的區別,家畜不適合做為研究天擇的模式生物,而達爾文強調家畜和野生動物的相似性;(2) 達爾文舉例包含動植物,而華萊士僅舉動物的例子;(3) 華萊士強調物種和環境及其他物種間的競爭,尤其是掠食者的影響,達爾文強調種內的競爭;(4) 華萊士始終反對拉馬克所提出的演化論,而達爾文卻始終相信後天獲得的特徵是可以遺傳的;(5) 達爾文明確指出時間是新種形成的重要因素之ㄧ,華萊士並未提及; (6) 達爾文提出第二種天擇機制—性擇,而華萊士僅提及個體的繁殖成功率有差異。

值得一提的是,雖然華萊士和達爾文發表對於天擇的新理論,但他們文中所出現的關鍵字也有所差異,例如”演化 (evolution)”一詞並未出現兩人的文章,而在其後來的著作中才偶爾出現;”天擇 (natural selection)”僅出現於達爾文的文章中,華萊士並未使用;華萊士使用我們現今所認知的”適應 (adaptation)” 和”族群 (population)”一詞;兩人都有提及”物種 (species)”一詞,但未有明確的定義。一直到第六版的《物種起源》,達爾文始終未對”物種”下定義,後來的學者認為達爾文對物種的看法應是形成生殖隔離的群體;而華萊士於後來的著作多次定義”物種”一詞,最終定義為”物種是指一群生物擁有可與其他群體區別的特徵,有相同的依賴環境關係,且能夠持續繁衍相似的個體”,後來的學者認為華萊士對物種的定義與現代的物種觀最相似。

達爾文終其一生都相信拉馬克所提出的演化論,雖然當時此理論已飽受批評,華萊士則拒信拉馬克演化論,後來的數百項研究均證實華萊士的看法是正確的。另外,達爾文雖然提出性擇是另一種天擇機制,但未加以解釋性擇所扮演的角色,反而是華萊士進一步推論,後來也證實其推論是正確的。不過,達爾文認為所有物種都演化自同一個共同祖先的概念,影響非常深遠,現代分子生物學的研究也都支持這個理論。

或許是因為達爾文在學術界較早建立名聲,同樣提出演化論的華萊士一直備受忽略。如果不是華萊士寄給達爾文的那封信,《物種起源》可能始終停留於草稿階段;但若華萊士沒有和達爾文共同發表,或許他的成就要等到更久之後才會被發掘。華萊士和達爾文所發表的理論,各有優缺點,但卻相輔相成,時至今日,演化依舊是生物學領域探討的主要議題,每年都有創新的研究發現。透過這樣的文獻回顧,其實科學的發展並不如教科書上的一言堂,背後有很多有趣的故事值得探討,多元觀點的異言堂,或許更能激發新的想法誕生。

參考資料:
Berry A & Browne J. 2008. The other beetle-hunter. Nature, 453: 1188-1190.
Bowler PJ. 2009. Darwin's Originality. Science, 323: 223-226.
Darwin C & Wallace AR. 1858. On the Tendency of Species to form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Means of Selection. Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London. Zoology, 3: 46-50.
Kutschera U. 2003. A comparative analysis of the Darwin-Wallace papers and the development of the concept of natural selection. Theory in Biosciences, 122: 343-359.

2009年3月7日 星期六

搭上達爾文200歲慶祝列車--台大系列活動

以下資訊整理自台大校訊 http://host.cc.ntu.edu.tw/sec/schinfo/schinfo_asp/ShowContent.asp?num=953&sn=8484


「永遠的達爾文」特展及藝文活動:
1. 生命科學院舉辦之生科祭,包括書展、標本館導覽及科普演講
2. 生命科學館及動物標本室將展出達爾文生平及演化論相關展示
3. 動見體劇團演出「達爾文之後」戲劇 3/13~15
活動詳情請見 http://www.wretch.cc/blog/dongjianti
4. 台大藝術季(5/1~15)同時展出生物藝術特展、演化主題展、加拉巴哥群島生態攝影作品展、「永遠的達爾文」視覺藝術競賽等

演化科普講座
地點:國立臺灣大學生命科學館4B教室
3/7 (六) 14:00-15:30 達爾文的尾巴 (林雨德/台大生命科學系)
3/9 (一) 19:00-21:00 導讀「自私的基因」 (趙淑妙/中研院生物多樣性中心)
4/24 (五) 19:00-21:00 導讀「第三種猩猩: 人類的進化及未來」 (王道還/中研院歷史語言研究所)
5/1 (五) 19:00-20:30 達爾文眼中的植物世界 (邱少婷/自然科學博物館)
5/15 (五) 19:00-20:30 達爾文之鴿-說變異 (黃生/台灣師大生命科學系)
5/22 (五) 19:00-21:00 導讀 「達爾文大震撼: 聽聽古爾德怎麼說」 (程樹德/陽明大學微生物及免疫研究所)

達爾文講座
地點:臺大生命科學館3F演講廳
2/27 (五)17:30-19:00 現代生物學中的演化研究 (李文雄/美國芝加哥大學生態及演化學系教授/中研院院士暨生物多樣性中心主任
3/27 (五)10:20-12:10 被子植物的演化-新想法,新問題 (Peter Karl Endress/瑞士蘇黎士大學教授)
3/27 (五)17:30-19:00 果蠅雜交品系不孕與無法存活之遺傳學 (澤村京一 Kyoichi Sawamura/日本筑波科技大學演化遺傳學講師)
4/10 (五)17:30-19:00 達爾文之後-基因體時代中的種化與天擇 (吳仲義/芝加哥大學生態及演化學系主任/中研院院士)
4/17 (五)17:30-19:00 果蠅如何得到一雙美腿: 從分子生物談新特徵的起源 (Arytom Kopp/美國加州大學戴維斯分校助教授)
5/8 (五)17:30-19:00 果蠅色素樣式演化中的基因調控與多效性 (John True/紐約大學石溪分校副教授)
6/5 (五)17:30-19:00 物種源始以降之演化生物學: 從達爾文兩百年誕辰談起 (Douglas J. Futuyma/紐約大學石溪分校教授

2009年3月6日 星期五

2009生物多樣性行動計畫研討會

從研討會的議程看起來
還蠻像是計劃執行進度報告大會
不過可以了解國內的生物多樣性研究現況!


以下資訊來自特有生物保育中心

2009生物多樣性行動計畫研討會
2009/03/15 08:00 ~ 2009/03/16 17:00

地點: 南投縣集集鎮民生東路1號 特有生物保育中心
主辦單位:國科會生物處、農委會特有生物研究保育中心
協辦單位:台灣植物分類學會

報名方式:
一、報名表請上網至 www.tesri.gov.tw 下載或自行影印使用。
二、報名表請填寫完整,以電子郵件或傳真傳送報名,以利作業。  
電子信箱:sym@tesri.gov.tw  
傳真:049 - 2760629 或 049 - 2761582
三、報名期限:即日起受理,座位有限,額滿為止。
四、聯絡電話:049 - 2761331 轉 645 或 642

下載:
報名表 (PDF格式RTF格式)
研討會議程 (PDF格式) Update:2009.02.27