重建族群歷史波動的方法：skyline-plot

以前不懂事的時候，參考著年代久遠的文獻，想找到利用DNA序列來推估某生物的歷史族群波動（historical population demography）的方法。早期會用neutrality test的正負值或是mismatch distribution analysis的波峰分布和數值來推斷，該生物族群過去是否經歷過族群擴張或衰減，雖然有其理論依據，但這些方法太過簡化，而無法貼近實際上可能更複雜的歷史族群波動。

近年來發展出考量參數較多且較有彈性的skyline-plot方法，先根據DNA序列alignment演算出序列的演化譜系（genealogy），再依據演化譜系推算出的族群波動歷史。Ho and Shapiro發表於2011年的一篇review，提供當時已有的skyline-plot方法的採樣策略、方法原理和準確度評估。分析兩種族群擴張情況產生的模擬序列，結果顯示Bayesian skyline plot方法的結果比較貼近模擬的族群波動。然而大多skyline-plot方法只能分析單一序列片段，由於不同的演化歷史會有差異，且以單一序列重建演化譜系的偏差較大，近年來更發展出可分析多個序列片段的extended bayesian skyline plot（文中未分析準確度），可減少重建演化譜系的偏差，理論上是更加準確。

完整內容請參考 Skyline-plot methods for estimating demographic history from nucleotide sequences

地球上到底有多少生物?

地球上（on Earth）到底（on earth）有多少種生物？當外星人飄來地球時，生物學家恐怕也無法回答這麼簡單的問題！即使連研究相當透徹的哺乳動物和鳥類，分類學家每年都持續發現與描述新的物種！

以往推測總物種數有兩類方法，一類是請分類學家評估可能還有多少物種待發現；另一類方法是根據已詳細調查區域的物種數量，外推至全球的總物種數。根據不同的方法推算，科學家認為地球上可能有三百萬到一億種生物。然而，這些方法有許多假設與限制，使得推算的總物種數差異甚大。

由Camilo Mora博士主導的研究，應用生物分類階層（生物課本裡學過的界門綱目科屬種）的數量趨勢，推估地球的總物種數平均為870萬種（740萬-1000萬種）。例如某動物門=10綱=100目 =1000科=10000屬=100000種，不同類群的分類階層數量有相似的趨勢，且高階分類（屬以上的分類階層）相對於種（species）較穩定，因此可推估得到較可信的總物種數。Mora博士等人也提及包括對於物種的定義，高階分類的變動，分類學家研究努力量等，都是會造成總物種數低估的可能原因。

自從林奈提出以二名法命名物種以來，經歷約250年的分類學研究，人類已描述約120萬種生物。僅佔海洋生物的9％，陸域淡水域生物的14％。如果以過去20年來的動物新種發表速率推算（平均每年發表6200種新種，平均每位分類學家一生平均發表24.8種新種），需要30.3萬名分類學家，以1200年的時間才能描述完地球上所有動物新種。但因為人類嚴重改變地球生態系，使得現代的物種滅絕速率是自然情況下的100-1000倍，將會有非常多的生物，在我們認識牠之前，就消失在地球上了！

備註：
1. 該研究參考的陸域淡水域生物分類階層數量是根據Species 2000資料庫，此資料庫的目標是完整收錄目前已知的生物物種名。但是根據我比較熟悉的幾個軟體動物類群，超過1000種物種的煙管蝸牛科（Clausiliidae）卻未列入該資料庫，超過1000種的扁蝸牛科（Bradybaenidae）只列入17種，顯然全球總物種數是低估的！
2. 該研究報告也特別提到，分類學家曾經計算過，描述一個新種的平均花費是48500美元（包括野外採集與實驗室分析的設備、交通費、分類學家薪資等），以1美元兌換臺幣29元換算，等於約臺幣140萬元。描述完地球上所有的動物，約需3640億美元！

延伸閱讀：
原始發表文獻-How Many Species Are There on Earth and in the Ocean?
PLoS Biology專文導讀-Why Worry about How Many Species and Their Loss?
ScienceDaily相關報導-How Many Species On Earth? About 8.7 Million, New Estimate Says

本文亦發表於生態演化文獻閱讀俱樂部 以及 PanSci 泛科學 網站

十億年前，我還沒登陸，只到淡水而已！

生物從海洋演化至淡水環境，或是演化至陸域環境，會面臨全然不同的物理化學狀況，例如細胞滲透壓調節的改變、支撐身體重量的能力或構造、減少水分喪失的機制等等。科學家認為地球上的生命，是由棲息於海洋的生物逐漸演化至陸域環境，而至少在前寒武紀(約5.42億年前)，陸地上可能就有各式各樣的生物生存。然而生物的演化難道如同教科書所寫的那麼簡單嗎？

Strother等人發表於Nature(2011年4月13日線上搶鮮版)的研究認為，他們找到目前最早棲息於非海洋環境的真核生物化石。Strother等人從廣佈於蘇格蘭西北部，一種統稱為Torridonian的沉積岩中尋找到大量的多細胞生物化石，大約10億年前，此地不是海洋也不是陸地，而是淡水湖！他們應用各種化學分析方法，推論這些棲息於淡水環境的多細胞生物已經具備細胞核構造，還有粒線體和葉綠體(具有細胞核和粒線體等膜狀胞器的生物，稱為真核生物)。Strother等人認為這是目前已知最早的地球生物演化至非海洋環境的直接證據。

可惜臺灣的科學新聞再次過度簡化報導，化石不僅被說成從Torridonian湖底採得，連十億年前的多細胞生物都從海底直接登陸。還要全然相信沒有參考文獻的科學新聞嗎？請各位記者們多打幾個字，提供新聞原始來源吧！

延伸閱讀：
過度簡化報導–科學家找到生物早期登陸化石
原始發表論文–Earth’s earliest non-marine eukaryotes
比較貼近論文真相的報導–Complex life hit freshwater early
生物登陸的些微扭曲報導–Palaeobiologists uncover how sun and sex on land emerged earlier than thought 以及 Loch Fossils Show Life Harnessed Sun and Sex Early on

以上亦刊登於 PanSci 泛科學 網站

6新種蝸牛 玉山現蹤

如果根據已發表的台灣非海生(non-marine)軟體動物相關文獻
很多高山地區或是低海拔地區, 公路到不了的地方, 都還沒調查過軟體動物
我認為應該會隱藏許多新紀錄種或是新種
如果能將以調查過的地點匯整至GIS, 就可以分析哪些地區還需要努力調查!

以下轉載自2010年2月4日自由電子報
http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/feb/4/today-life3.htm

6新種蝸牛 玉山現蹤

〔記者陳信仁／南投報導〕玉山國家公園管理處九十八年度對園區內郡大林道地區進行生物資源普查，發現六種世界新種的蝸牛，由於國內非常缺乏中高海拔山區的陸生貝類資料，此發現相當難得。

玉管處去年委由大葉大學生物資源學系助理教授黃重期、徐歷鵬、賴伯琦等三人，在郡大林道海拔兩千五百公尺的觀高地區附近，進行昆蟲、軟體動物與陸生貝類調查。

研究團隊在短短四公里林道上，即調查得到十三科二十九種的陸生貝類，其中有十八種為台灣特有種，及高達十種在台灣過去未曾記錄過的物種，並有六種確定是新種，另四種需進一步調查確認。

玉管處表示，台灣目前大約存有三百種蝸牛，大部分為台灣特有種，因蝸牛多數體型比較小，加上棲地、體色及行為不明顯，常被忽略，因陸貝遷移能力比較差，研判這些新種可能只分布在觀高附近的中高海拔山區。

而世界七大自然奇景全球網路票選進入最後決選階段，台灣玉山已順利擠入前二十八強，票選結果將在明年三月揭曉。由於網路得票數目前排名末段班，希望國人全力衝刺，讓玉山入選世界七景，躍升成國際名山。可至玉山國家公園網站http://www.ysnp.gov.tw/查詢。

腹足綱的粒線體基因順序之演化

粒線體是真核生物的細胞內專門製造ATP的胞器, 被認為是源自於寄生在細胞內部的細菌所演化而來. 動物的粒線體基因組(genome)通常包括2個rRNAˋ22個tRNA和13個產生蛋白質的基因, 而粒線體各基因的順序在脊椎動物比較保守, 無脊椎動物則是變異很大, 尤其是軟體動物. 因此粒線體的基因順序可能可作為特徵, 以釐清高階(科級以上)的演化關係.

以往利用DNA序列重建腹足綱(Gastropoda)的高階親緣關係時, 均發現會有與其它研究相矛盾之處, 除了所採用的種類不一致, 序列的解析度不足也是原因之ㄧ. 然而至目前為止, 腹足綱以下的高階親緣關係仍有爭議, 因此Grande等人(2008)以GenBank上已發表的17種腹足綱粒線體基因組, 加上5種新定序的物種, 採用整個粒線體基因組分析基因順序的演化情形, 而另以12個產生蛋白質的基因重建高階親緣關係.

Grande等人(2008)的研究發現, 粒線體基因之間也有相互重疊的情形, 因而整體的粒線體大小變得比較小. 粒線體基因順序的大幅改變, 發生過3次, 分別出現於CaenogastropodaˋPatellogastropoda和Heterobranchia這3個支系. 此研究也推翻以往認為有肺類(Pulmonata, 沒口蓋的陸貝ˋ蛞蝓ˋ淡水貝及少數潮間帶類群)是單系群的假說, 發現有肺類是並系群. 然而要釐清囊括數萬種物種的腹足綱的高階親緣關係, 仍需將各主要類群納入分析; 應用粒線體12個產生蛋白質的基因序列, 可提供足夠的資訊以重建親緣關係(各支系的支持度都很高); 粒線體基因的順序亦可視為親緣關係的特徵之ㄧ.

完整內容請參考 Grande C, Templado J & Zardoya R. 2008. Evolution of gastropod mitochondrial genome arrangements. BMC Evolutionary Biology, 8: 61.

粒線體基因組完整定序, 有些可以應用與參考的價值, 例如拿來設計primer, 分析各基因的演化情形等. 我覺得應該可以進一步分析, 用哪幾個基因所重建的親緣關係樹, 最接近12個基因的親緣關係樹, 雖然序列愈長能提供愈多訊息, 但是跑樹(重建親緣關係)的時候, 就要等愈久, 還得擔心會不會停電.

蝸牛的變形殼口是避敵的適應特徵

蝸牛的殼口形態在不同類群, 有相當大的差異. 有些物種的殼口比較圓滑, 有些呈現扭曲的形態. 有趣的是, 殼口的變異也隨著往低緯度而變異增大. 尤其是體型很小的蝸牛, 殼口形態多樣性很高, 推測是用以阻擋掠食者(節肢動物, 陸生渦蟲等)自殼口入侵而掠食之. 然而較大型的蝸牛也有多次獨立演化出扭曲的殼口, 究竟是什麼樣的因素驅動此特徵的演化, 仍有許多疑問之處.

日本京都大學的Masaki Hoso和Michio Hori博士, 以專食蝸牛的鈍頭蛇(Parea iwasakii)和3種栗蝸牛(Satuma屬)為例, 探討蝸牛(被掠食者)的變形殼口是否為適應天敵(掠食者)的功能. 位於西太平洋的沖繩島-石垣島-西表島-與那國島, 目前只有石垣島和西表島仍有鈍頭蛇存在, 棲息於該島上的Satuma caliginosa caliginosa成貝具有較狹窄扭曲的殼口. 作者另選擇兩種棲地無鈍頭蛇, 而蝸牛殼口圓滑的栗蝸牛作為對照組--棲息於沖繩島而體型相似於S. c. caliginosa的S. mercatoria以及分布於與那國島而體型較小的S. c. picta.

Masaki Hoso和Michio Hori博士測量3種蝸牛的殼口形質, 並進行鈍頭蛇捕食的實驗, 結果發現具有扭曲殼口的S. c. caliginosa成貝, 逃脫被掠食的比例最高. 殼口較圓滑的S. c. caliginosa幼貝和其他2種蝸牛, 幾乎都被鈍頭蛇捕食. 研究的結果顯示蝸牛的扭曲殼口, 有助於躲避鈍頭蛇的掠食(觀賞蝸牛被捕食的影片). 作者認為扭曲的殼口可能需耗費較多的能量形成, 且不利於蝸牛的行動, 因此S. c. caliginosa幼貝仍為較圓滑的殼口; 與那國島的S. c. picta可能因為鈍頭蛇的滅絕, 而喪失扭曲的殼口(不需耗費較多能量產生此特徵).

完整內容請參考 Hoso M and Hori M. 2009. Divergent Shell Shape as an Antipredator Adaptation in Tropical Land Snails. American Naturalist 172(5): 726-732.

台灣也有同屬的鈍頭蛇(台灣鈍頭蛇Pareas formosensis)和蝸牛(淡水蝸牛Satuma bairdi), 但是也有其他蝸牛有扭曲的殼口, 比如說棲息於低海拔的橡實蝸牛(Coniglobus sphaeroconus)和中高海拔的高砂蝸牛(Takasagohadra multifasciata), 是否也是為了躲避掠食者而形成的適應特徵? 另外, 我也很好奇扭曲的殼口在天敵消失的情況下, 喪失此特徵需要多久時間? 如果這真的是比較耗費能量的特徵, 可能在相對較短的演化時間內就會恢復成圓滑的殼口.

蝸牛為何長毛??

許多不同類群的蝸牛,都會發現有相似的構造--殼毛(台灣的有毛蝸牛, 請參考此文章). 殼毛是從蝸牛外殼表面的殼皮所衍生的構造, 然而產生這樣的結構, 需要耗費較多的能量與特化的外殼分泌方式. 以演化的觀點來看, 生物要在演化史中長期維持耗能的結構, 這些結構勢必對該生物有好處, 能夠提高個體的適存度(fitness).

前人的觀察發現, 具有殼毛的蝸牛大多棲息在潮濕的微棲地(microhabitat), 例如落葉堆, 沼澤, 闊葉林等. 因此前人提出, 殼毛可能藉由降低水面張力, 而有助於蝸牛在潮濕環境中移動. 為了驗證此假說, Pfenninger等人以分布於歐洲的Trochulus屬蝸牛, 探討殼毛特徵的演化.

Trochulus屬的蝸牛大多有殼毛的結構, Pfenninger等人利用粒線體的COI和16S rRNA基因片段以及核DNA的ITS1, 建構該屬的親緣關係. 除了先前已認知的9個物種, 又發現9個隱藏的單系群(cryptic lineages)和1新種. 再依據DNA親緣關係樹, 建構殼毛特徵的演化, 顯示該屬的祖先蝸是有殼毛, 而演化過程中分別出現3次殼毛消失的事件. Pfenninger等人也分析殼毛特徵與微棲地潮濕的關係, 顯示有毛的蝸牛都棲息於潮濕環境; 無毛的蝸牛則出現於乾燥的環境.

而殼毛的結構, 真的有助於蝸牛在潮濕環境中移動嗎? Pfenninger等人做了一個很簡單的實驗. 他們把蝸牛殼黏上一條尼龍繩, 蝸牛殼水平置於潮濕或乾燥的葉子上, 繩子末端穿過滑輪而接著小盒子, 用來實驗多大的力量可以拉動蝸牛殼. 結果推翻了前人假說, 有毛的蝸牛在潮濕環境需要較大的力量才能移動. 作者認為這有助於避免蝸牛從植物上掉落至地面, 也提出進一步的假說: 蝸牛在潮濕的葉間覓食, 殼毛可加強蝸牛附著於潮濕葉面, 因此殼毛特徵有天擇上的優勢. 不過作者也提到, 除非能直接證明殼毛有助於蝸牛附著於植物, 否則無法排除其他可能的解釋!

完整內容請參考Pfenninger M, Hrabáková M, Steinke D, and Dèpraz A. 2005. Why do snails have hairs? A Bayesian inference of characterevolution. BMC Evolutionary Biology 5: 59.
(BMC系列的期刊均可公開免費下載!!)

或許殼毛也是一種避免掠食者捕食的特徵. 有些鳥類或嚙齒類會捕食蝸牛, 當掠食者咬下去的時候, 被刺得滿嘴毛, 或許蝸牛就能逃過一劫. 不過也是要有實驗的証明, 畢竟會捕食蝸牛的還有陸生渦蟲, 螢火蟲幼蟲, 線蟲等生物!

蝸牛是有這麼好吃嗎??

同樣都是外來種的蝸牛, 一個市場熱銷, 一個被誤以為熱銷而被遺棄
台灣常被抓來吃的就是被遺棄的非洲大蝸牛, 希望大家快把牠吃光!!
另外, 非洲大蝸牛沒有毒, 而是有寄生蟲!! 只要確定煮熟就可以吃了! (不過就是蛋白質~)

請看以下報導


本文轉載自聯合新聞網 http://udn.com/NEWS/WORLD/WOR4/5171080.shtml

保加利亞靠蝸牛 對抗經濟衰退
【經濟日報╱編譯游宜樺／綜合外電】2009.10.02

保加利亞是歐盟27國中最貧窮的國家，農業生產衰退近20年，但近年來拜法國與義大利饕客之賜，蝸牛養殖業欣欣向榮，許多農家紛紛轉行養蝸牛，這種軟體小動物儼然成為保加利亞民眾對抗經濟衰退的利器。

9月雖是蝸牛的盛產季，但在法國餐廳蝸牛卻供不應求。保加利亞國內吃得起蝸牛大餐的人並不多，蝸農們卻抓住機會，成為這種法國美食食材的主要出口國。

保加利亞今年預計出口800至900公噸的蝸牛以及相關產品，是去年的六倍多，其中大多數用來滿足法國饕客的味蕾。

科斯托夫在保加利亞北部養殖超過100萬隻幼蝸牛寶寶，他說：「這個市場非常龐大，我們今年的訂單很多，多到無法全數接下，因為我們的孵卵器不夠大。」45歲的科斯托夫專門養殖幼蝸牛，再轉賣給其他蝸農。

他計劃保留6萬隻地中海Helix aspersa品種蝸牛（三種可食用蝸牛之一）以進行繁殖，這些蝸牛每隻可以下150顆蛋。其他重約10公噸的47萬隻蝸牛，將全數出口。

據全國蝸牛養殖協會表示，保國目前已有50座蝸牛養殖場，但因市場需求強勁，明年預計新增300家。協會顧問莫洛娃表示：「今年我們的訂單來自法國、德國、奧地利以及荷蘭。」

保加利亞今年的幼蝸牛外銷訂單可望達到10億隻，其中包括來自日本的肥蝸牛，以及中東杜拜的橘紅蝸牛訂單。莫洛娃說：「我們的客戶很多，但此刻我們無法完全滿足所有的訂單需求。」

保加利亞2007年加入歐盟後取得32億歐元（47億美元）經援資金，成為該國蝸牛養殖業者創業資金的主要來源。

法國人從羅馬帝國時代養成的食用蝸牛習慣，可說是歷久不衰。法國食品加工業協會秘書長卡米耶表示：「蝸牛供給是個非常傳統且穩定的市場，這個市場不會有啥大波動。」即便是全球經濟危機，法國人也沒有改變對蝸牛的喜愛與消費習慣。

一罐附湯汁的400公克蝸牛售價約50歐元；高品質美食級的蝸牛罐頭，售價從55至235歐元不等。至於保加利亞蝸農蓄養的活蝸牛，每公斤售價只要2.5至4歐元。保加利亞蝸農通常將蝸牛出口至希臘，然後由當地的加工廠製成罐頭。

蝸牛兩大消費國法國與義大利，每年平均要吃下2.5萬至3.6萬公噸的蝸牛；由於西歐養殖的高價Helix pomatia品種蝸牛數目愈來愈少，業界主要仰賴來自東歐的進口蝸牛。

2006年歐盟頒布法令，將通稱為勃根地（Burgundy）品種的蝸牛列入保護動物名單，並對這些野生品種蝸牛的採收設限。波蘭與匈牙利過去一直是野生蝸牛採收的主要國家，但是兩國2004年加入歐盟經濟起飛後，農夫紛紛捨棄辛苦的採收工作，導致法國去年一度大缺貨。

農業生產占國內生產毛額（GDP）5%至6%的保加利亞，隨即抓住這個難得機會，順利填補波蘭與匈牙利留下的空隙。過去養豬、養牛、養雞鴨的農人，紛紛轉行改養蝸牛。

科斯托夫說：「兩年前大家聽說我在養蝸牛時不斷取笑我們，去年則是瘋狂投入此一行業，現在我常接到詢問養蝸牛的電話。」

科斯托夫透露，平常一個人就能照料三至五座0.1公頃的蝸牛農場，最重要的工作是確定蝸牛每天傍晚進食時，環境溼度要夠高。採收期由於人手需求較高，婦女兒童通常也會到養殖場幫忙，從早忙到晚。

科斯托夫計劃明年春天將蝸牛產量提升一倍，養殖面積也將由目前的0.4公頃擴大至1.5公頃，約等於兩座足球場。

除了傳統蝸牛，保加利亞近來也利用胡蘿蔔、紅花草與特殊飼料，成功培育出紅蝸牛，特別受到法國與杜拜饕客青睞，每公斤賣價高達80歐元。

1921年開業迄今的法國食品加工廠Romanzini公司，從1991年開始採用保加利亞蝸牛，平均每年進口50公噸，創辦人羅曼齊尼說：「保加利亞的的蝸牛，品質跟法國蝸牛一樣棒。」
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本文轉載自自由電子報 http://www.libertytimes.com.tw/2009/new/oct/27/today-south15.htm

《野地裡的美味》部落婦女撿蝸牛 料理佳餚上桌 2009.10.27

〔記者陳賢義／台東報導〕莫拉克颱風造成大武富山部落地理驟變，就連原本野生動、植物生態豐富的後山，也處處可見坍落巨石及土石流沖刷殘痕，嚴重影響當地靠山吃山的排灣族人傳統狩獵生活，部落婦女為避免生活陷入困境，雨後常會結伴前往撿拾蝸牛，再一起合作沖洗、去殼及分食。

部落婦女邵珠妹表示，撿拾蝸牛也是有學問的，除了要看天氣外，還得精挑地點，必須等到雨後、或雨勢變小時，沿著山壁、果園、林區尋找，然後避開有噴灑農藥雜草叢區、農地，就可能滿載而歸。

邵珠妹說，蝸牛撿回後不能立即食用，需放置3至5天，並餵食地瓜葉等葉菜，幫助它吐出有毒及不潔黏液，待一切程序完成時，再依個人習慣選擇以敲打、或入鍋沸煮等方式去殼取出蝸牛肉；至於料理方面，就由個人手藝與偏好決定烹飪方法。

掠食者也要躲避被掠食--掠食性螺類的發育早期的殼色可塑性

智利科學家Manríquez等人研究證實, 一種棲息於潮間帶的掠食性貝類--似鮑羅螺 (Concholepas concholepas), 幼貝的殼色可塑性是一種適應的特徵. 研究結果發表於9月22日的PNAS期刊.

棲息於海洋的軟體動物, 大多具有浮游幼生時期, 當牠們遇到合適的棲地便會沉降 (settle down). 似鮑羅螺是岩岸潮間帶的掠食性螺類, 也是生態系中的基石物種 (keystone species), 以藤壺或貽貝為食. 野外的觀察發現, 絕大多數的似鮑羅螺的殼色和其棲地最豐富的食物顏色相近 (以下簡稱背景色), 也就是說藤壺較多的地方可以發現偏白色的螺, 而貽貝較多的區域則是偏深色的螺. Manríquez等人的分析顯示, 似鮑羅螺的殼色和當地背景色 (藤壺--淺色; 貽貝--深色) 有正相關.

室內養殖實驗, 也證實幼貝長出的殼色會和其棲地的背景色一致. 如果將養於藤壺棲地的似鮑羅螺 (殼色為淺色) 轉移到貽貝棲地, 而後來長出的殼色也就會偏深色. 然而, 殼色可塑性是否有助於
似鮑羅螺的存活? 似鮑羅螺的掠食者--Acanthocyclus hassleri (一種螃蟹) 加入後, 似於背景色的似鮑羅螺存活率 (71%) 高於不像背景色的似鮑羅螺 (存活率僅4%). Manríquez等人認為似鮑羅螺演化出的殼色可塑性, 殼色決定於幼貝沉降的微棲地 (藤壺為優勢--殼色偏淺; 貽貝優勢--殼色偏深), 而當以視覺為主的掠食者存在時, 殼色就會影響似鮑羅螺的存活率.

完整內容請參考 Manríquez PH, Lagos NA, Jara ME, and Castilla JC. 2009. Adaptive shell color plasticity during the early ontogeny of an intertidal keystone snail. PNAS, 106: 16298-16303.

這篇paper讓我想到前兩個月的澎湖採集, 有些海貝的殼色與斑紋變異大, 不能做為鑑定的依據. 而殼色變異的背後, 或許隱藏著影響該物種適存度 (fitness) 的演化結果. 這篇研究也再次提醒, 仔細的觀察與豐富的野外經驗, 能夠激發出解決科學問題的想法, 也是能發表在大家覺得很厲害的期刊!

又見寂寞喬治(Longsome George)

2006年, Trends in Ecology & Evolution期刊出現了一篇書評
介紹新書[Lonesome George: The Life and Loves of a Conservation Icon]
這是我第一次認識"喬治"

"喬治"是一隻來自加拉巴哥群島北方Pinta島的象龜
1971年, 科學家驚覺該亞種的象龜只剩下"喬治"
於是把"喬治"護送到達爾文研究站 (Charles Darwin Research Station) 善加照顧
[寂寞喬治] 一書闡述這段故事以及物種保育的議題

今天, 又再度看到"喬治"的新聞 (原文轉載於文後)
人類總是為自己犯下的錯誤找尋彌補的方式
讓"喬治"與其他亞種雜交而留下後代
究竟是好或不好? 有待進一步的討論
我倒是覺得把罪魁禍首的物種先滅掉一半數量
或許是對其他物種最有利的方式!

另外, 我忘記在哪本書上看到 (以下新聞也有提到)
小獵犬號航行時, 船員的食物有一部份就是象龜!
把牠們四腳朝天擺放在船艙中
要吃的時候再來處理
還真是方便的"行動罐頭"


如果有學術網路, 可至此下載書評
Gerlach J. 2006. Conservation, economics and celibacy: a tortoise-eye view. Trends in Ecology & Evolution, 21(11): 604-605.
PS. 此書評的作者也做陸貝 (連結), 太巧了!


龜縮36年 「孤單喬治」可望當爹

中時電子報╱潘勛／綜合報導 2009-07-25
全球知名的加拉帕哥斯象龜「孤單喬治」（Lonesome George）與兩隻基因相近、其他亞種母象龜經歷十五年調情後，日前其中一隻母龜生下五顆蛋，「孤單喬治」可能終於能當上老爸，不再孤單。

「加拉帕哥斯保育信託」執行長達騰表示，在「孤單喬治」的巢穴裡找到那五顆蛋以後，目前已移送「加拉帕哥斯國家公園」孵育中心；而厄瓜多官員正在祈禱，希望不要像去年那樣，母龜生下的是無法孵化的「空包蛋」。

咸信「孤單喬治」是南美洲厄瓜多共和國加拉帕哥斯象龜亞種「Geochelone abingdoni」中，碩果僅存的一隻，年齡在九十至一百歲之間，已屬「人瑞」之級。十五年來，科學家一直在哄誘牠與相近品種的母象龜交配，可是，儘管「孤單喬治」正處於公象龜的性慾高峰期，卻一直「性趣」缺缺。

許多母龜一直想跟牠燕好，碰碰愛的火花。去年，在圈養區緊守童貞卅六年的「孤單喬治」終於屈服在母龜的魅力之下，與其交配，令科學家十分驚喜，可惜生下的蛋無法孵化。

「孤單喬治」重九十公斤，係加拉帕哥斯群島北方「品他島」的原生物種。一九六○年代，世人發現品他島的象龜族群已減少到瀕臨絕種。而當局在一九七二年發現喬治後，立即把牠轉送加拉帕哥斯群島「克魯茲島」的「達爾文研究站」。長年以來，牠在「金氏世界紀錄」中保有「最罕見現存生物」的頭銜。

據加拉帕哥斯國家公園描述，這五枚龜卵狀況完美，正由孵育中心細心照料。而孵育期要一百廿天，也就是說到二○○九年十一月，科學家就能瞭解這批卵是否能孵育出小龜。

加拉帕哥斯群島的象龜曾被水手及漁夫捕獵到幾乎絕種。一八三五年抵達加拉帕哥斯群島的達爾文便描述過，他跟「小獵犬號」的船員完全仰賴象龜肉維生。此外，由大陸地區引進的山羊，也把象龜的棲息地啃食殆盡。

飛天過海煙管蝸

生物依其特性而有不同的擴散方式
例如爬蟲類能透過漂流木而拓殖到小島上
蜘蛛藉由吐絲而順風擴散
毫不起眼的蝸牛也有可能搭上鳥類的順風車

2006年的一篇研究推斷Balea屬的煙管蝸牛
可能藉由鳥類的移動而擴散至9000公里外的海島

早在16世紀的一幅插圖
便寓意著鳥類可能是散播蝸牛的媒介
樹棲性的Balea煙管蝸牛會分泌高黏性的黏液
因此被認為可能透過鳥類而被動擴散
許多遠洋的海島也分布有許多陸貝
這可能代表蝸牛透過鳥類擴散是常見的事

Balea煙管蝸牛分布於古北區(Palaearctic region)
包括北非, 歐亞地區至北喜馬拉雅山
位於南非和南美之間的Tristan群島也有分布
但早期的分類學家把南半球的這群蝸牛另分為Tristania屬
而近期的解剖研究認為Tristania屬等同於Balea屬

Gittenberger等人利用粒線體COI片段
分析Balea屬的煙管蝸牛
認為這群煙管蝸牛由歐洲大陸擴散至Azores島
再擴散至9000公里遠的Tristan和Gough島而演化成不同種
Azores或Madeira島的其中一種再"返回"歐洲大陸

由於南半球的Tristan和Gough島直到1816年才有人類定居
因此作者排除是人為散佈的可能
推斷應是以水鳥為擴散媒介

這篇研究看似很簡單
但是得在已有物種分布和分類研究的基礎之下
才有可能產生這樣的研究構想
而且還能夠登上Nature!!
顯見生態與分類研究的重要性

不過這篇研究有個令人質疑的地方
supplementary information提及作者所參考的粒線體DNA突變速率
竟然是每650年就產生1個核苷酸突變!!
換算下來大約是每百萬年有15%的突變速率
遠高於哺乳動物平均突變速率2%
分子時鐘(突變速率)當做參考就好~
畢竟它也不是準確的時鐘!

參考文獻
Gittenberger E. et al. 2006. Molecular trails from hitch-hiking snails. Nature 439: 409.

相關科學新聞
Snails That Fly Around the World

颱風救台灣 地殼減壓強震少

颱風救台灣 地殼減壓強震少

【聯合報╱編譯林沿瑜／法新社巴黎10日電】

由台灣中央研究院地球科學研究所兼任副研究員劉啟清領導的國際研究團隊發現，台灣的地殼板塊運動比日本劇烈，但發生大地震的頻率卻比日本少很多，這主要得歸功於台灣年年出現的颱風。

這篇發表在英國「自然」（Nature）期刊的論文指出，颱風是熱帶性低氣壓氣旋，不僅降低了大氣壓力，也降低了對斷層帶上地面的壓力。因此，斷層帶中位於上方的板塊得以微微升起，讓蓄積在內部的壓力有機會釋放出來。

研究表示，這種緩慢的壓力釋放造成了長達數個小時、甚至數天的板塊滑動，而非在片刻之間發生。亦即，長時間的「緩慢」地震取代了突如其來的大地震。

研究團隊一開始在台灣東部地面下200至270公尺深的地方放置了地質運動的感應器，使之監測台灣東部菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊間的碰撞和推擠。在過去5年中，研究人員發現了颱風和「緩慢」地震間的顯著關連。
根據研究報告，感應器共察覺到20個「緩慢」地震，其中有11個和颱風在同時間發生，且這11個地震比其它的「緩慢」地震強度更高，而且震波的波形較複雜。

參與研究的美國卡內基科學研究所教授艾倫‧林德表示，「這些資料清楚顯示，颱風導致了這些緩慢地震。兩者間意外同時出現的機率微乎其微。」

其實，日本西南方的南海海槽也位於菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊之間，而此處的板塊聚合速度大約只有台灣的一半。理論上，台灣應該比日本更容易發生地震，不過紀錄顯示，台灣的大地震比日本少了許多。

林德說，台灣的地震帶多少蓄積了持續不斷的扭曲和壓力，而伴隨颱風而來的暴風雨可以視為地殼壓力的活塞，避免壓力蓄積到地層毀滅性斷裂的地步。

也就是說，被台灣民眾視為是一項詛咒的颱風，其實反而是一項祝福。
【2009/06/11 聯合報】

馬達加斯加--生物多樣之島

開始固定瀏覽ScienceDaily網站之後
我發現馬達加斯加很常出現在科學新聞
準確的說, 是很多針對馬達加斯加的研究
這也算是一種不錯的宣傳策略
當大家看多了馬達加斯加的研究之後
應該也會不知不覺的認同他的高度生物多樣性

前陣子看了兩篇有趣的文獻
頗有值得學習之處!!
以下就分別簡短的重點介紹



Pearson RG & Raxworthy CJ. 2009. The evolution of local endemism in madagascar: watershed versus climatic gradient hypotheses evaluated by null biogeographic models. Evolution, 63(4): 959-967.

什麼樣的機制使得馬達加斯加島演化出眾多的特有生物?
有人認為是地理障礙所造成的隔離而種化(allopatric speciation 異域種化)
或是在相鄰的區域因適應不同環境而形成新種(parapatric speciation 鄰域種化)
紐約自然史博物館的研究員以馬達加斯加的特有種分布資料(文獻和博物館標本)
利用地理資訊系統(GIS)和統計方式
檢測其分布是符合集水區假說(異域種化)或是氣候假說(鄰域種化)
研究結果發現, 一部分的物種分別符合集水區假說和氣候假說
有些物種的種化均符合兩種假說
但有超過44%的物種種化不符合兩假說
顯示馬達加斯加的特有種種化並非僅由單一機制所造成
且不同生物類群的種化機制比例也不同

這篇研究方法或許也能用在台灣的高海拔生物種化機制探討
由於馬達加斯加島受海洋隔離的時間非常久遠
但台灣形成以來多次因冰河期海退與亞洲大陸相連
因此用於探討中高海拔的生物或許比較合適(隔離時間較低海拔生物久)
不過利用現有的氣候與生物分布資料
無法完全代表過去的歷史狀況
畢竟氣候與生物分布範圍是會改變的!



Vieites DR et al. 2009. Vast underestimation of Madagascar's biodiversity evidenced by an integrative amphibian inventory. PNAS, 106: 8267-8272.

受到人類的影響
全球生物多樣性衰減的情形非常嚴重
我們連地球上到底有多少生物都還搞不清楚!
以馬達加斯加的蛙類為例
1991的蛙類大調查使得原紀錄133種遽增至244種蛙類
而到2000年為止, 又發現了51種新蛙種
本文獻的研究團隊再度進行馬達加斯加蛙類大調查
利用DNA和外部型態進行快速的初步鑑定
再度新增約200種新種
馬達加斯加的青蛙物種躍升至465種!!
顯示世界各地的青蛙多樣性有明顯的低估!

作者將青蛙以3種分類方式進行快速鑑定
1. CCS (confirmed candidate species)
形態與聲紋特徵與已描述物種有明顯差異且DNA有高度分化, 肯定是新種
2. UCS (unconfirmed candidate species)
DNA有明顯分化, 但形態和聲紋尚未被研究, 也是可能的新種
3. DCL (deep conspecific lineages)
DNA有明顯分化, 但形態和聲紋與已知物種沒有差異

作者也討論到持續發現新種的幾項原因(也應是大家努力的方向)
1. 持續增加的分類研究努力量
2. 分子工具與傳統分類的結合
3. 野外調查努力量的增加
即使在馬達加斯加研究較詳細的區域
也是發現了41種新種!!

如果連很多人在研究的青蛙都能有"新種大爆發"
想必研究相對少的蝸牛也是能有"大爆發"的情況發生
不過棲地破壞的強大壓力之下
或許分類與調查工作要持續進行
以免發表了是新種也是絕種!!

台灣的生物多樣性真是名不虛傳

以前聽演講的時候
都會聽到老師們說台灣生物多樣性有多高
但是想引用這句話 又好像不容易找到文獻
而且全球生物多樣性熱點也未列入台灣

好消息來了~
最近發表於PNAS的研究顯示台灣是被忽略的生物多樣性熱點之ㄧ!!
作者分析全球各生物地理區的特有種豐度(endemic species richness)
包含維管束植物, 兩爬, 鳥類和哺乳動物類群
並比較大陸和島嶼的多樣性

研究發現維管束植物和脊椎動物的特有多樣性呈現明顯正相關
且島嶼的植物和脊椎動物特有多樣性, 分別是是大陸的9.5倍和8.1倍
前20名的維管束植物多樣性地區, 有一半是島嶼!
(supporting information提供了前20名的名單, 台灣第8)
顯示島嶼蘊含的特有種比大陸更多也有保育上的重要與急迫性!


此研究為open access 可免費下載http://www.pnas.org/content/early/2009/05/21/0810306106.abstract

另附上來自ScienceDaily的新聞報導http://www.sciencedaily.com/releases/2009/05/090511180651.htm

Biological Diversity: Islands Beat Mainland Nine To One

ScienceDaily (May 18, 2009) — Rare and unique ecological communities will be lost if oceanic islands aren't adequately considered in a global conservation plan, a new study has found. Although islands tend to harbor fewer species than continental lands of similar size, plants and animals found on islands often live only there, making protection of their isolated habitats our sole chance to preserve them.

Many conservation strategies focus on regions with the greatest biodiversity, measured by counting the number of different plants and animals. "Normally you want to focus on the most diverse places to protect a maximum number of species," said Holger Kreft, a post-doctoral fellow at the University of California, San Diego and one of the two main authors of the study, "but you also want to focus on unique species which occur nowhere else."

To capture that uniqueness, Kreft and colleagues at the University of Bonn, UC San Diego and the University of Applied Sciences Eberswalde used a measure of biodiversity that weights rare species more than widespread ones. They carved the terrestrial realm into 90 biogeographic regions, calculated biodiversity for each, then compared island and continental ecosystems. By this measure, island populations of plants and vertebrate animals are eight to nine times as rich.

The southwest Pacific island of New Caledonia stands out as the most unique with animals like the kagu, a bird with no close relatives found only in the forested highlands that is in danger of extinction, and plants like Amborella, a small understory shrub unlike any other flowering plant that is thought to be the lone survivor of an ancient lineage.

Fragments of continents that have broken free to become islands like Madagascar and New Caledonia often serve as a final refuge for evolutionary relicts like these. The source of diversity is different on younger archipelagos formed by volcanoes such as the Canary Islands, the Galápagos and Hawaii which offered pristine environments where early colonizers branched out into multiple related new species to fill empty environmental niches. The new measure doesn't distinguish between the two sources of uniqueness, which may merit different conservation strategies.

Although islands account for less than four percent of the Earth's land area, they harbor nearly a quarter of the world's plants, more than 70,000 species that don't occur on the mainlands. Vertebrate land animals – birds, amphibians, reptiles and mammals – broadly follow this same pattern.

"Islands are important and should be part of any global conservation strategy," Kreft said. "Such a strategy wouldn't make any sense if you didn't include the islands."

Threats to biodiversity may also rise faster for islands than for mainlands, the team reports. Scenarios based on a measure of human impact projected to the year 2100 warn that life on islands will be more drastically affected than mainland populations.

"That threat is expected to accelerate particularly rapidly on islands where access to remaining undeveloped lands is comparatively easy" said Gerold Kier, project leader at the University of Bonn and lead author of the study. Expanding farmlands, deforestation, and other changes in how people use land are among the alterations expected to cause the greatest damage.

The researchers also considered future challenges posed by climate change and report mixed impacts. Rising sea levels will swamp low-lying areas and smaller islands, but the ocean itself is expected to moderate island climates by buffering temperature changes. "Although disruptions to island ecosystems are expected to be less severe than on the continents, climate change remains one of the main threats to the biodiversity of the Earth," Kier said. "If we cannot slow it down significantly, protected areas will not be much help."

"We now have new and important data in our hands, but still have no simple solutions for nature conservation," Kreft said. "In particular, we need to answer the question how protected areas with their flora and fauna can complement each other in the best way. The part played by ecosystems, for example their ability to take up the green-house gas carbon dioxide, should be increasingly taken into account."

Journal reference:
Gerold Kier, Holger Kreft, Tien Ming Lee, Walter Jetz, Pierre L. Ibisch, Christoph Nowicki, Jens Mutke & Wilhelm Barthlott. A global assessment of endemism and species richness across island and mainland regions. Proceedings of the National Academy of Sciences, May 11, 2009 DOI: 10.1073/pnas.0810306106

船運帶來商機人潮, 也帶外來種

人為活動促使許多生物跨越自然的地理障礙
分布至自然情況下不會出現的地理區域
這樣的生物稱做外來種(alien species)
入侵種(invasive species)則是指會影響當地原生種的外來種

入侵種是造成生物多樣性衰減的主因之ㄧ
入侵種除了直接與原生種競爭食物與空間
也可能改變整個生態系!

找出外來種引入的途徑是減緩或解決外來種問題的根本
世界各地的海洋生物隨著航運進行生物相大交換
早期的船隻是利用石頭或其他重物來穩定船艙
後來則改成抽水入船艙(叫作壓艙水ballast water)
因此許多水中浮游生物就隨著壓艙水被帶至另外一地
(關於壓艙水裡的生物相, 相關研究非常多!)

那這些外來種從哪裡來?
除了以船運航線和頻度來推測之外
也能透過DNA的分析追尋其可能的來源地!

由於外來種引入的數量和次數是影響其是否能建立族群的關鍵
但通常此因子也不易準確評估
Brawley等人便透過歷史的記載的船運紀錄
代表外來種可能來源與輸入次數
以及兩種外來種--褐藻和玉黍螺--的DNA分析
推判出海洋外來種的引入和船運有明確的關連

此研究刊登於5月4日的美國國家科學院院刊(PNAS)搶鮮版(early edition)
Brawley et al. 2009. Historical invasions of the intertidal zone of Atlantic North America associated with distinctive patterns of trade and emigration. doi: 10.1073/pnas.0812300106
全文pdf檔可免費下載


搶鮮版介紹如下

Origins of invasive marine organisms

Trade and emigration from Europe to North America in the 19th century resulted in thousands of ships crossing the Atlantic Ocean. Shipping records from 1773-1861 indicate that nearly all ships arriving in Pictou Harbour, Nova Scotia originated in Scotland, England, or Ireland. Some of these ships brought marine organisms on the rocks used as ship ballast. Two invasive species, the rockweed Fucus serratus and the periwinkle snail Littorina littorea, have become common on Canada's North Atlantic coast, and the snail quickly became abundant on the Atlantic coast of the United States. By using genetic fingerprints and historical shipping records, Susan Brawley et al. determined that F. serratus and L. littorea found in Pictou Harbour likely originated in Great Britain and Ireland. Microsatellite analysis of F. serratus indicated 2 separate introductions to Nova Scotia: one originating in Galway, Ireland, and one in Greenock, Scotland. L. littorea showed a similar pattern, with 8 of the 9 cytochrome b haplotypes matching those from snails captured in Ireland and Scotland. These findings suggest that shipping records may provide a proxy for recognizing the introduction of invasive marine species, and the authors suggest that these species form the tip of the "invasive iceberg."

入秋葉紅，為那廂？

本文轉載自Sciscape網站 http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2440

生物：入秋葉紅，為那廂？

編輯 HCC 報導
入秋葉紅，為那廂？哈佛大學演化生物學家對蘋果樹與蚜蟲的研究顯示，蘋果樹葉紅通通的色澤是為了驅趕打算啃食樹葉以及覓窩休息的昆蟲。證實了英國生物學家William Hamilton的理論。

已故的英國演化學者William Hamilton對樹葉為何在入秋之際轉紅，有其獨特的看法，他認為由花青素(Anthocyanins)產生的樹葉紅色澤，為了是警告昆蟲，本樹不宜用食或休憩。其他的科學家則認為樹葉的紅色素是為了抵抗陽光傷害。

哈佛大學演化生物學家Marco Archetti於Proceedings of the Royal Society B甫發表的研究支持William Hamilton的論點，Archetti認為紅葉代表警告信號，就如同毒蛙或蝴蝶的鮮豔色彩。

Archetti首先注意到野生的蘋果樹較栽種的蘋果樹多於葉紅，他懷疑栽種的蘋果樹已經喪失了秋季的警示顏色，是因為幾世紀來，果農選擇最大的、最鮮美的蘋果進行混種栽培，而捨棄了最抵抗蟲害的品種。Archetti對野生蘋果樹與果園蘋果樹進行比較，發現62.2%的中亞野生蘋果樹於秋天紅葉，而英國果園蘋果樹僅有2.8%會紅葉。

Archetti於2007年夏天進行實驗，分別於紅葉與綠葉蘋果樹放置蚜蟲，來年春天，於綠葉結巢的蚜蟲有60%存活，住在紅葉的蚜蟲僅有29%的存活率。差異性原因不明，不過Archetti與其他的研究認為紅葉含有毒化學防禦機制或者養分不夠小蚜蟲維生。

植物遺傳學家Andrew Flavell則認為栽種的蘋果樹不再葉紅，也許有不同的原因，例如葉子的顏色與蘋果味道可能有基因關聯性。

“寒山十月旦，霜葉一時新。似燒非因火，如花不待春。”白居易認為葉紅不是火燒的就對了。

參考來源： science now: Red Leaves Say, "Bug Off!"

是誰瀕臨滅絕？全球生物多樣拯救行動--重點摘錄與心得

由龍應台文化基金會舉辦的國際名家論壇
4月4日邀請到著名的植物和保育學者彼得雷文(Peter Raven, 1936~)
演講主題"是誰瀕臨滅絕？全球生物多樣拯救行動"

彼得雷文是共演化(coevolution)學說的創立者之ㄧ
獲聘為美ˋ俄ˋ中等21國國家科學院院士
1982年獲得聯合國國際環境領袖獎
也是中央研究院生物多樣性中心的推動者與學術顧問之ㄧ
來過台灣6次之多

演講的開場由劉炯朗教授引言
聽得出來他還蠻有ecological sence
(回家google才知道原來他是電腦背景)
副總統蕭萬長先生也到場致詞並全程參與
演講由李家維教授主持
以我淺薄認知到場的"名人"還有曾志朗和嚴長壽先生

雷文在演講中提及人口成長所佔用的土地面積ˋ消耗資源
是當今生物多樣性衰減的最大主因
另外還包括外來入侵種(alien invasive soecies)的威脅
過去地質史上的生物滅絕速率只有每百萬年滅絕1種生物
現今已提高100倍--每百萬年滅絕100種生物

台灣島上估計約有20萬~25萬種生物(他沒列reference, 不知道怎麼算的)
而目前以命名物種只有7.5萬種
其中約有1/3的物種為台灣特有種
且海拔愈高的地方, 特有種比例也就愈高
雷文的演講中也提到台灣中高海拔的陸生生物應是在冰河期間
從中國大陸經由當時為陸地的台灣海峽而擴散至台灣
低海拔物種可能經由海漂或非直接的方式來到台灣(這點我保持存疑)
這也是台灣低海拔物種特有種較少的原因(這點我也保持存疑)


雷文最後針對台灣的生物多樣性保育提出幾項建議:
1. Strengthen system of protected areas
2. Accelerate inventories of organisms
3. Model effects of global warming in Taiwan and find ways to adapt to them
4. Develop and implement alternative energy
5. Play a leadership role, partly by example, in a rapidly-changing world
6. Promote sustainability throughout the world
7. Education at all levels is fundamental

這次的演講感覺沒有什麼新的東西
相關的資訊或看法都可以在其他文獻或書籍上看到
但是雷文提出的建議卻都是重點
不管是針對學術研究ˋ政府施政方向或是教育

有趣的是,
李家維教授後來提了幾個"復育"的案例
武威山茶的再發現與人工繁殖
幾種狹區分布蘭科植物的人工繁殖與重回原棲地
還是停留在人工繁殖就是"復育成功"的假象
或許全面性的物種調查與棲地保育才是最應該做的事!


以下提供2則本次演講相關的新聞報導

保有台灣生物美 彼得雷文：從教育做起
2009/04/05 【聯合報╱記者楊正敏／台北報導】
台灣環境特殊，生物豐富而多樣，世界植物保育界泰斗彼得．雷文指出，保有台灣生物之美，應該從教育做起，自然是非常好的學習對象，把生態教育融入中小學教育中，教年輕人愛惜、呵護、欣賞自然。

龍應台基金會「國際名家論壇」昨天邀請著名的演化、保育專家─美國密蘇里植物園園長彼得雷文 (Peter Raven)演講，副總統蕭萬長也到場全程聽講。

彼得雷文指出，地球上的物種不包括細菌，目前估計約有1200萬種，其中人類所知且命名的只有170萬種。

現在物種消失的速度大約為每年每100萬種中，會消失近1000種，有人估計到了21世紀末，地球上會失去三分之一到二分之一的物種。

他說，一般認為人口是問題，但消費才是危及生物多樣性的關鍵。一個美國人生活水平所產生的消費與一個巴西人相差很多，世界上有25%的人，每天只花一美元過生活，但這些經濟發展快速的國家，是消耗其他國家的資源，並不符合公平正義。

雷文強調，一萬年前，全世界的人口跟台北市的人口差不多，人口從工業革命後快速增加，到現在近68億人，形成環境沉重的負荷。人類消費了45%水與植物經光合作用後的產物，也產生汙染。

他指出，台灣物種豐富，除了透過教育深植生態保育概念外，政府應建立良好完整的土地政策，妥善執行管理監督，並重視外來種入侵的問題。

雷文認為，要維持生物多樣性，減緩物種滅絕，應控制全球暖化、尋找替代能源、實現社會正義、減緩人口成長等。他建議台灣應研究建立暖化的模式對物種分布的影響。

他強調，所謂的正義是指弱勢、貧窮的人，是否也與富有的人一樣的機會，例如有機會進到一流的大學。

台灣面臨高齡化社會，鼓勵生育，雷文認為，希望能有多一點的年輕人工作為老人付帳單，這只能收短程的效果。他承認在目前的經濟模型下，要解決高齡化、少子化的問題並不容易，但他強調，應該要有魄力在某個階段打破這個循環。

他強調，台灣經濟富有、健全，應著重提升每一個人的生活品質，照顧每一個人，讓每個人都有相同的機會。


美學者：生小孩解決人口老化 不是好主意
【4/4】 〔中央社〕
國際知名生物多樣性學者彼得•雷文今天表示，地球人口增多，生物棲息地受威脅，生物多樣性就會被破壞；台灣政府鼓勵多生小孩來解決人口老化問題，他覺得不是好主意。彼得•雷文應龍應台文化基金會邀請來台演講，主題為「是誰瀕臨滅絕？全球生物多樣拯救行動」，由清華大學生命科學系教授李家維主持，副總統蕭萬長全程參與。雷文在演講中提到，地球人口數逐漸增加，會威脅到生物的棲息地，進而破壞生物多樣性，因此他不贊成地球人口再增加。現場觀眾問他對台灣政府鼓勵多生育來解決人口老化問題的看法。雷文說，這是不好的主意，人口更多不見得會更好，應該要找到永續健康的生活型態。雷文肯定台灣生物的多樣性指出，台灣有20萬至25萬的物種，其中1/3是台灣特有的物種，但只有7萬5000種被鑑定出來；台灣雖是海島型國家，但生物種與大陸生物較相似，值得研究。他期許台灣的學術界，能夠以台灣島為實驗對象，了解全球暖化現象，預測未來發展趨勢，提供全世界不同地方做參考；也建議台灣政府，必須對土地利用建立良好且完整的政策，並且要有效的管理與監督。

歧化天擇案例--加拉巴哥群島的達爾文雀

Hendry等人 (2009) 在加拉巴哥群島，針對鳥喙具有雙峰型態分佈的Geospiza fortis達爾文雀，進行長期研究。研究期間適逢該地區氣象紀錄以來，最長的連續乾旱期 (2004~2006年)，根據鳥喙大小與適存度 (fitness) 的分析顯示，中間型鳥喙的適存度最低，而大型和小型鳥喙的適存度都較高，代表歧化天擇 (disruptive selection) 作用於特徵呈現雙峰分布的鳥類。

前人研究發現，鳥喙大小和他所取食的果實大小有相關，因此鳥喙的大小能夠代表其所使用的食物資源不同。Hendry等人 (2009) 選擇的研究G. fortis，正好還有比G. fortis鳥喙更大或更小的物種。因此鳥喙較大的G. fortis會受到G. magnirostris的競爭，而鳥喙較小則受到G. fuliginosa的競爭。2004~2006年的連續乾旱期，島上的植物、昆蟲和其他達爾文雀都呈現生殖情況不佳的現象，也提供了一個很好的研究機會來探討G. fortis是否受到歧化天擇之影響。如果歧化天擇作用於這類特徵呈現雙峰分布的族群，預期中間型個體的比例或是存度應會低於極端型。

Hendry等人 (2009) 將適存度定義為是否能存活至隔年，若在2004標記的G. fortis於2005年再被補獲，代表牠能存活過旱季，則其適存度為1；若隔年未再被補獲，代表牠可能飛到其他地區或死亡，則適存度當作0。2004年和2005年的分析結果均顯示，鳥喙為中間大小的適存度最低，往兩極端 (鳥喙較大或較小) 的適存度最高，但更極端的鳥喙大小，適存度非常低。這樣的結果代表歧化天擇確實作用於特徵呈雙峰分布的G. fortis。

自然界中的生物不斷的在改變，如果是遇到方向性天擇 (directional selection)，某個特徵在某段時期變得比較大，而後又變得比較小。這讓我想到分類學中的模式標本 (holotype)，應該也算是不存在現實生活中的”標準型態”，如果同一物種當長得一毛一樣，那這世界也太無聊了！無怪乎模式標本會被供在博物館的”保險箱”裡面 (事實當然不是這樣，模式標本很重要所以才要另外好好保存)。模式標本加上副模標本 (paratype) 或許才能呈現物種的繽紛樣貌！


參考資料：
Hendry AP, Huber SK, De León LF, Herrel A, Podos J. 2009. Disruptive selection in a bimodal population of Darwin's finches. Proceedings of the Royal Society B. Biological Sciences, 276:753-759.

"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

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!!