現代生物科普

當談到社會性動物時，往往提到的是群居的鳥類、哺乳動物，甚至是昆蟲等。牠們會成群活動，展現出年齡或性別分工的社會結構。 長久以來，由於蛇類的社交行為非常隱蔽，導致難以觀察，加上過往的刻板印象，這讓許多人認為，蛇是冷血動物，缺乏任何社會行為。 巴氏帶蛇照片 （圖片來源：Caudatejake ，採用  CC BY-SA 4.0  授權。） 不過 2023 年一項針對巴氏帶蛇（ Thamnophis butleri ）長達 12 年的研究，卻徹底顛覆了這種印象。 事實上相關研究雖然稀少，但依然有不少案例說明了蛇類的社會行為，像是納塔爾岩蟒（ Python natalensis ）的親代照顧、還有印度蟒（ Python molurus ）的等級制度、森林響尾蛇（ Crotalus horridus ）的共享資訊和赤背松柏根（ Oligodon formosanus ）的領地意識等。 赤背松柏根 又稱 台灣小頭蛇（圖片來源：台灣生物多樣性網絡，採用  CC BY 4.0  授權。） 在這些研究背景下，巴氏帶蛇成為特別值得關注的物種，因為牠們的活動範圍小，

鳥類築巢的方式各式各樣，其中一個特別有趣的現象，是牠們有時會把一些和建巢不太相關的東西帶回巢中，像是塑膠碎片、金屬小物或其他鳥類的大型羽毛。過去往往把這種裝飾行為與求偶、展示地位聯想在一起。但有研究提出了另一個截然不同的想法，也就是「新奇恐懼假說」（Neophobia Hypothesis），認為有些鳥類或許不是單純喜歡裝飾，而是讓那些天生非常害怕新奇事物的掠食者不敢靠近，使自己的巢更不容易被攻擊。 研究中選擇兩種眾所皆知對許多鳥類巢卵威脅極大的鳥類掠食者，歐亞喜鵲（ Pica pica ）與渡鴉（ Corvus corax ）做觀察，牠們也是鳥類中對新奇事物容易感到恐懼的群體之一。從以往的研究可以知道，這些鳥類往往會與未見過的物品保持距離，雖然人們通常認為牠們喜歡到處拾取人類的飾品，不過事實上牠們需要長時間遲疑與觀察才敢接近那些物品。這個特性也就引發一個想法，當巢裡放上一些掠食者不熟悉的東西，比如金屬湯匙或大型白色羽毛，是否能讓牠們遲疑，進而延長巢卵的存活時間？如果巢裡出現足以使掠食者感到不安的新奇物體，那麼掠食者的行動可能會放慢，甚至短時間內

海牛（ Trichechus ）是一種行動緩慢、體型龐大的動物，看似不起眼，但從神經系統到感官配置，都是在動物界中極為獨特的組合。相比其他被深入研究的海洋哺乳動物，如海豚與海獅，海牛的認知與行為研究相當有限，原因多半來自其保育地位，使得以受控方式進行行為實驗變得困難。不過從過去數十年的神經生物學研究中，我們已逐步拼湊出海牛心智運作的輪廓，也看見牠們如何用與其他海洋哺乳動物截然不同的方式適應環境、導航遼闊的水域，並依靠相對特殊的大腦結構處理外界資訊。若想理解海牛如何思考，就得從牠們的感官系統與腦部構造談起。 西印度海牛（ Trichechus manatus ）（圖片來源：Reid, Jim P, U.S. Fish and Wildlife Service， CC0 1.0  公共領域） 海牛在分類上屬於海牛目（Sirenia），該目存在現生 3 種以及 1 種儒艮，皆為水生植食性哺乳動物，近親是陸地上的大象。這條演化支系十分特別，牠們不僅是少數以植物為主食的海洋哺乳動物，也在身體構造、行為與大腦方面有一系列與眾不同的特徵，包括低代謝率、巨大的

反轉錄病毒，是一類會將自身 RNA 基因組反轉錄成 DNA 的病毒，它們會將反轉錄的 DNA 嵌入到宿主細胞基因組中，然後藉由宿主細胞轉錄轉譯出病毒的 RNA 與蛋白質，以此組裝出新的病毒顆粒達成增殖目的。 HERV 基因組中 LTR 的位置（圖片來源：Russ, E., Iordanskiy, S. (2023). ，採用  CC BY 4.0  授權。） 反轉錄病毒基因組的兩端各擁有長末端重複序列（long terminal repeat，LTR），藉由病毒的整合酶（integrase）將病毒基因組嵌入細胞的基因組裡，一旦嵌入就不會再離開，成為細胞基因組的一部分。 反轉錄病毒的嵌入機制（圖片來源：Plos Pathogens ，採用  CC BY-SA 4.0  授權。） 如果反轉錄病毒感染了生殖細胞，並嵌入到細胞的基因組，就會遺傳給後代，之後留在細胞基因組的病毒 DNA 就會被稱為內源性反轉錄病毒（endogenous retrovirus），簡稱 ERV。接收到 ERV 的子代，在大多情況下 ERV 已經失去生產病毒的能力，僅部分病毒基

蜘蛛是一類人們在日常生活中隨處可見的節肢動物，其中有很大一部分的物種都會結網，有的蜘蛛網非常大，直徑甚至可以達到一公尺以上，但蜘蛛網最大能到什麼程度呢？ 2025 年的一項研究或許提供一個參考，該研究描述了一個在 2022 年由捷克洞穴協會發現的龐大蜘蛛網，這張蜘蛛網處於一個含硫洞穴中，其覆蓋面積大約有 106 平方公尺，可能是這世界上最大張的蜘蛛網，接下來就來看看到底是怎麼回事吧。 研究描述的蜘蛛網（圖片來源：Marek Audy、Urák, I et al. (2025).，採用  CC BY 4.0  授權。） 地點 天然洞穴是與地表環境完全不同的另一個世界，在洞穴深處因為長期缺乏陽光的照射，所以沒有植物生長，這讓洞穴生態系出現與地表完全不同的面貌。 在眾多洞穴生態系中，有一種是以硫化氫與氧氣為基礎發展出來的生態系統，被稱為硫化物地下生態系（sulfidic subterranean ecosystems），在這種生態系統中，生產者是擁有化能自營能力的微生物，這些微生物藉由氧化硫化氫來獲取能量成長，並成為整個食物鏈的基礎，支撐著軟體動物、節

（圖片來源：Judah AB et al. (2025)，採用  CC BY 4.0  授權） 深海世界一直以來是人類較少跨入的領域，卻正在面臨人類開採資源的威脅。當人類把目光投向海底蘊藏的那些形成於千萬年之下的多金屬結核（polymetallic nodules）、硫化物礦床與富鈷鐵錳結殼（cobalt-rich ferromanganese crusts），我們也可能在無意間讓深海的生態循環走向崩壞。由夏威夷大學與多國科學家共同完成的研究指出，深海採礦可能對鯊魚、魟魚與銀鮫這些軟骨魚類造成比預期更嚴重的影響。 研究分析了全球 1,223 種海洋軟骨魚類，發現其中有 30 種軟骨魚的棲地與國際海底管理局所劃定的潛在採礦區高度重疊，尤其是在太平洋、印度洋與大西洋的公海區域。目前牠們有將近三分之二的物種早已被列為瀕危或易危，如果再加上採礦帶來的壓力，牠們的生存風險可能雪上加霜。 這些魚類與深海的連結密不可分，從偶爾深潛至千餘公尺的體型龐大鯨鯊（ Rhincodon typus ），到長年棲息於數千公尺幽暗海域、在那裡覓食與繁衍的銀鮫（Chimaer

貓是液體，這一說法常用來形容貓的柔軟身段，以及牠們那幾乎什麼洞都可以躦過去的能力，對此過去有科學家進行研究，結果以流體力學的角度說明貓在某些情況下上確實有著流體的特性，該研究還因此獲得搞笑諾貝爾獎。 到了 2024 年另外一篇研究則以不同角度審視貓的液體特性，具體而言，研究人員透過觀察貓在通過障礙時，是否認知到自己的體型與形狀，以此來判斷貓會不會把自己當成液體一樣。 （圖片來源：Pongrácz, P. (2024).，採用  CC BY-NC 4.0  授權。） 自我認知 長期以來，科學家要觀察動物是否具有自我認知，通常是使用鏡子測試去判斷，只有能在鏡子裡認出自己的動物，才算具備自我認知的能力。然而，近年的研究則認為自我認知並非單一能力，而是由多個彼此獨立發展的部分組成，每個部分皆可能因為物種演化與生態環境不同而出現差異。 貓雖然被人類馴化，但依然保留了原始的狩獵本能，是典型的中型掠食者，近期多項研究指出，貓不僅能在視覺與數量判別等情境中展現出複雜的認知能力，還能理解人類的注視方向、回應特定語調，甚至分辨自己的名字，這些發現都表明，貓擁有比以往

許多動物如鳥類、靈長類甚至鯨豚的聲音運用是透過社交學習而獲得。個體會模仿父母或同伴的聲音，這種學習並非完全複製，會隨世代逐漸累積偏差，產生「文化漂變」（cultural drift）。在人類語言中，這樣的漂變造就了方言；在鳥類中，則形成地理上侷限的歌唱方言。但如果一個物種的每隻個體歌聲彼此變化太大，就被認為難以形成群體的歌聲特徵。斑胸草雀（ Taeniopygia guttata ）正屬於這樣的類型，雄鳥在青春期短暫的學習期內鞏固自己的歌曲，此後幾乎不再改變；而牠們的歌曲中，約有 15% 到 50% 的音節會因創新而變動，導致每一隻雄鳥的歌聲都獨一無二。由於過去的分析也未能在野生或圈養族群中偵測到明顯的方言差異，因此學界普遍認為斑胸草雀的歌聲不具群體特徵，雌鳥不會根據歌聲的出身地來挑選配偶。然而這真的是正確的結論嗎？ 斑胸草雀（圖片來源：christoph_moning，採用 CC BY 4.0  授權） 為了要搞清楚斑胸草雀群體歌聲特徵是否存在，研究團隊使用 4 個已長期分隔的斑胸草雀族群作為樣本，其中兩群是馴化約 100 代的圈養族群，另外兩

在日本漫畫多啦A夢中，存在這樣一個道具。這個道具被稱作進化退化光線槍(日文:進化退化放射線源)，它可以使被照射到的生物發生進化，或著退化回祖先的樣貌，十分的有趣。當然我們都知道，像這樣的道具在現實生活中是不可能存在的。演化本身是非常複雜且漫長的過程，人類難以用器具去觀察生物體的變化，更別說把整個生物的演化歷程模擬出來。 然而，在2025年一篇發表在《Science》期刊上，名為《Simulating 500 million years of evolution with a language model》的文章卻顛覆了這個看法。該團隊利用生成式人工智能成功復現了綠色螢光蛋白（GFP）五億年的演化歷程。用白話文來說，就是作者們利用AI人工智慧模擬出類似進化退化槍的功能，讓一段蛋白序列在電腦裡逐漸變成類似螢光蛋白的模樣，而這個蛋白也確實擁有螢光蛋白的功能。 圖(一) GFP序列模型。(圖片來源：Zephyris，採用 CC BY-SA 3.0  授權。) 那麼，研究團隊是如何利用人工智慧模擬演化？ 首先，研究人員設計一項名為ESM3的生成式語言模型，

為何人類可以活近百年，而小鼠卻僅能生存不到 5 年呢？雖然兩者共享超過八成的同源蛋白質編碼基因，但壽命差異卻極為懸殊。過去的研究大多將焦點放在蛋白質相關的基因調控，試圖尋找延壽的分子決定因子，不過用於解釋不同物種之間巨大的壽命差距還存在很大的缺口。近年來，非編碼 RNA（noncoding RNA，ncRNA）的研究快速發展，我們逐漸意識到這類不轉譯成蛋白質的 RNA 不僅在細胞調控中十分重要，甚至可能主導整體生命週期的演化。 研究者整合了來自動物老化及壽命資料庫 AnAge Database 的 4,215 種動物壽命資料，並從美國國家生物技術資訊中心（NCBI）收集相應的基因組序列與註解檔案，最終篩選出 333 個擁有完整基因組與註解的樣本作為分析對象。透過對基因組中 ncRNA 與能編碼成蛋白質區域的序列總和長度進行標準化與回歸分析，來瞭解這些動物的基因組中 ncRNA 與蛋白質區域所包含的比例是否與動物壽命有關。研究者發現基因組中能編碼成蛋白質的序列比例與壽命之間不存在正相關，甚至在相對比例上呈現負相關，也就是蛋白質區域越多、壽命反而越短

為了延續生命的循環，植物在演化中發展出形形色色的花朵與氣味，吸引各種授粉者造訪。其中，擬態是十分有創造性的手段，植物能透過模仿外表、氣味或其他生物來誘使特定昆蟲訪花。有一項研究發現了中井白前（ Vincetoxicum nakaianum ）這種植物會利用特別的方式吸引蠅類幫它們授粉，揭開了一種以往未曾見過的花朵擬態形式。 中井白前（圖片來源：Qwert1234，採用  CC BY-SA 3.0  授權） 一位日本生物學研究者望月昂（モチヅキ コウ，Mochizuki Ko）在東京大學小石川植物園觀察到，中井白前在開花時周圍會聚集大量稈蠅科（Chloropidae）的蠅類。這些蠅類多半屬於盜食寄生者（kleptoparasite），牠們專門吸食被其他動物捕食或受傷的昆蟲的體液。而既然這些蠅類會聚集在這種植物上，必定也與牠們盜食寄生的習性有關。 研究者在野外進行長達 150 小時的觀察與採樣，中井白前上出現過 4 種稈蠅，包含富麗稈蠅（ Conioscinella divitis ）、赤角多鬃稈蠅（ Polyodaspis ruficornis ）

本研究的圖解摘要（圖片來源：Herbert AL et al. (2024)，採用  CC BY 4.0  授權 在演化生物學中，過去的研究多半聚焦於生物特徵的喪失，例如蛇類失去四肢、洞穴魚失去色素等，但對於獲得新的特徵，研究仍相對少。有一個以角魚科（Triglidae）為研究對象的新特徵演化揭示了古老發育基因如何被重新利用，推動全新形態與行為的出現。 角魚科魚類屬於鮋亞目（Scorpaenoidei），普遍生活在近海海底，牠們胸鰭最接近腹側的三對鰭條演化成可自由活動的「腳」，稱作游離鰭條（free rays），是從胸鰭發育而來，能支撐身體在海床上行走與挖掘沙土尋食，這種結構與其中樞神經存在一對一的腦葉連結，控制其運動與感覺。這些「腳」的出現，並非源於全新的基因，而是古老的發育調控基因在不同空間與時間下被啟動，重新塑造了這類魚的形態。 卡羅來納鋸魴鮄（感謝 Anik Grearson 提供） 研究人員首先以卡羅來納鋸魴鮄（ Prionotus carolinus ）作為實驗對象，比較游離鰭條與胸鰭其他區域、臀鰭在不同發育階段的基因表達差異，發現游

在靈長類行為學研究中，黑猩猩（ Pan troglodytes ）的工具運用與人類早期祖先的技術能力與認知基礎相仿。長久以來，人類學者多透過石器考古遺跡推測早期人類的技術演化，但由於木材與植物工具多屬易腐材料，往往難以保存於考古紀錄中，對於這類工具的理解相當有限。因此觀察現...

人們常常看到果蠅聚集在腐爛水果上，似乎對發酵過程中產生的氣味有著無法抗拒的吸引力。以往的研究多將這種現象解釋為一種近似「成癮」的行為，甚至認為有時果蠅在求偶受挫後，會轉向乙醇作為某種心理補償，以啟動腦內的獎賞路徑來抵銷被拒絕的負面感受。但這樣的詮釋雖然貼合部分實驗觀察，卻似...

和尚鸚鵡（ Myiopsitta monachus ）原生於南美洲的亞熱帶與溫帶林地，本來主要分布於彭巴草原邊緣的林地，但從 20 世紀以來便快速擴張，不光在本土地區數量暴增，甚至隨著寵物貿易與意外引入，成為全球多個洲的入侵物種。其群體繁殖與巨大巢穴對城市基礎設施造成困擾而...

我們以前在上生物課的時候，認識到植物行光合作用有分光反應與碳反應（卡爾文循環，Calvin cycle），其中碳反應在自然界存在 3 種形式，C3（三碳）、C4（四碳）、景天酸代謝的二氧化碳固定方式。 約有 85% 至 90% 的被子植物以及幾乎所有裸子植物都採用 C3...

人類常用各式各樣的藥物來治療傷痛與疾病，其實在大自然中也有很多動物會使用藥物來緩解不適，不過牠們大多是將具有療效的植物吃下去，卻很少有主動以藥物處理外傷的案例出現，目前在類人猿下目（Simiiformes）中，總共紀錄了三件相關案例。...

一個物種生下的後代應屬於同一物種，這是個非常廢話的生物鐵則，然而一項對於歐洲的收穫蟻屬（ Messor ）的研究，徹底顛覆了這條生物學常識。研究中發現，伊比利收穫蟻（ Messor ibericus ）的蟻后在其生命週期中，竟然會誕生兩個不同物種的雄蟻，並且必須依靠另一物種...

建造複雜巢穴的社會性昆蟲，內部既能保護群體，也能長期儲存食物。這種穩定且資源豐富的環境，經常成為其他生物覓食或暫居的目標。白蟻巢穴內藏著看似白蟻的冒牌貨時有耳聞，就像出沒於摩洛哥小阿特拉斯山脈的鼻彩蠅（ Rhyncomya...

在寒冷的海洋環境中，維持體溫是所有海洋哺乳動物必須面對的挑戰，而對於體型最小的海洋哺乳動物，海獺（ Enhydra lutris ）而言，會更為嚴峻。水的導熱性遠高於空氣，而北太平洋的水溫常年維持在攝氏 0 至 15 度之間，這會使海獺極易散失體熱。與鯨豚類或鰭足類不同，海...