現代生物科普（付費）

衰老伴隨著許多生理變化，包括細胞能量代謝效率下降、粒線體功能異常、DNA 損傷累積與慢性發炎等。近年來一種名為菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD⁺）的分子受到高度關注。許多研究觀察到隨著動物年齡增長，部分組織中的 NAD⁺ 濃度會出現降低的趨勢，而提高 NAD⁺ 濃度似乎能夠改善某些與衰老有關的生理問題。那如果能夠補充流失的 NAD⁺，是否就有機會減緩衰老帶來的健康衰退？ NAD⁺ 的分子結構（圖片來源：NEUROtiker，CC0 1.0 公共領域）

珊瑚礁的生存高度依賴微生物，尤其依賴棲息在珊瑚細胞內的共生藻科（Symbiodiniaceae）藻類。這些單細胞藻類透過光合作用製造有機物，再將部分產物提供給珊瑚，讓珊瑚能在營養相對貧乏的熱帶海域建立龐大的珊瑚礁。但當海水溫度持續升高，這段共生關係會逐漸瓦解。珊瑚失去大量共生藻或因共生藻的光合色素減少而褪色，原本鮮豔的組織隨後變得透明，露出下方白色的碳酸鈣骨骼，形成珊瑚白化（coral bleaching）。失去共生藻的珊瑚能存活一段時間，不過隨著營養來源減少、組織受損與疾病風險增加，死亡的機率隨之增加。 共生藻科藻類。（A）Cladocopium goreaui；（B）Symbiodinium fitti；（C）Symbiodinium californium（主要與海葵共生）（圖片來源：Allisonmlewis，採用 CC BY-SA 4.0 授權）

狹窄的地下通道裡一隻裸鼴鼠（Heterocephalus glaber）強行推擠迎面而來的同伴，迫使對方不斷向後退，有時會一路推行將近一公尺。這種具有強烈支配意味的行為，主要出現在群體中地位最高的雌性個體身上。牠就是裸鼴鼠社會中的鼠后（queen），掌握著整個群體最重要的繁殖權力。 裸鼴鼠（圖片來源：Chomez，CC0 1.0 公共領域） 裸鼴鼠是生活在東非乾燥地區的地下齧齒目（Rodentia）動物，牠們的一個群體經常由數十隻個體組成，在人工飼養環境甚至可以達到約 300 隻。儘管群體存在許多成年雌性與雄性，但只有一隻雌性負責生育後代，並與一至三隻有繁殖資格的雄性交配。其餘成員則長期維持不繁殖的狀態，共同負責挖掘隧道、搬運食物、維護巢穴與照顧幼鼠。

信天翁有狹長的翅膀，可以利用海面上的風長時間滑翔；蜂鳥的翅膀適合快速改變運動狀態，也能停在空中；企鵝早已不再飛翔，牠們的翅膀成了在水中高速轉向的推進器。這讓我們認為不同鳥類的翅膀，應該都在自然選擇下逐漸接近各自飛行方式的最佳形狀了。 問題是我們如果只觀察現存鳥類，再從中尋找「表現最好」的翅膀，就已經預設自然界現有的形狀已是最佳解答。一項研究採用了反向做法，先建立一個包含現生鳥類之外可能形狀的理論形態空間（theoretical morphospace，註一），計算各種理論翅膀形態的飛行性能，再把真正鳥類的翅膀放回這張形態空間中，看牠們究竟距離理論上的最佳位置有多遠。 研究者收集了 1,139 種現生鳥類的翅膀資料，涵蓋 36 個目。他們使用鳥翼完全伸展時由上方觀看的二維外輪廓，再以橢圓傅立葉分析（Elliptical Fourier Analysis）描述形狀。研究者接著讓這些形狀參數在現生鳥類已知範圍之外繼續變化 20%，建立 23 × 22、共 506 種理論翅膀形態。其中 75 種因輪廓彼此交叉，形成不可能存在的形狀，因此從功能分析中排除。

虎鯨（Orcinus orca）是一種高度社會化的海洋哺乳動物，群體成員必須透過共同決策（collective decision making）來協調移動、覓食、躲避危險及回應環境變化，而這些決策能力直接影響族群的生存與繁殖。 虎鯨（圖片來源：Mlewan，公共領域。） 研究誰負責帶領群體、哪些個體對決策具有較大影響力，以及資訊如何在群體內傳遞，有助於理解虎鯨社會合作、衝突協調及群體演化的形成機制。隨著氣候變遷、人類活動及獵物分布持續改變，具備靈活決策能力的社會性動物，可能更能適應快速變化的環境。 關於虎鯨在過去的相關研究大多集中於北太平洋專門捕食特定獵物的虎鯨族群，而在挪威虎鯨則具有較高的食性彈性，能依據獵物資源改變覓食策略，提供了一個探討群體領導如何影響行為適應的新模型。但挪威虎鯨族群規模龐大、群體成員眾多，使得辨識真正的領導者一直相當困難。 因此一項研究以挪威哈當厄峽灣（Hardangerfjord）固定利用當地海域的虎鯨群體為對象，利用無人機拍攝高解析度空拍影片，在不干擾虎鯨自然行為的情況下，追蹤個體的位置、移動方向及彼此互動。

動物隨著年齡增長，生存率與繁殖能力往往逐漸下降，這種現象稱為衰老（senescence）。而認知能力被認為會直接影響動物的適存度，因此在理論上也應該隨著年齡出現退化，不過目前關於野生動物認知衰老的研究仍相當有限。 雄性霍氏食蚊魚（圖片來源：Atlas of Living Australia (Browne-Cooper, Robert)，採用 CC BY 4.0 授權。） 過去的研究發現，靈長類、實驗鼠、家犬、家貓等脊椎動物，以及蜜蜂、果蠅、線蟲等無脊椎動物，都會隨年齡增長出現不同程度的認知能力下降。魚類方面，斑馬魚（Danio rerio）與弗氏假鰓鱂（Nothobranchius furzeri）也有類似現象，不過孔雀魚（Poecilia reticulata）則尚未發現明顯的認知衰老。 現在的大多數研究僅測試單一認知能力，但動物的認知其實包含多個不同面向，例如抑制控制（inhibitory control）、空間學習（spatial learning）、聯想學習（associative learning）及逆轉學習（reversal...

人在睏倦時會打呵欠，狗、貓和猴子也會，這件事似乎並不奇怪。可是把觀察範圍擴大到整個脊椎動物，就開始令人困惑，鳥類會打呵欠，蠑螈會打呵欠，連生活在水裡的魚也會做出相似的動作。如果打呵欠只是為了吸一大口氣補充氧氣，魚類的這項行為立刻讓這個直覺解釋遇到問題。 哺乳類打呵欠時嘴巴會慢慢張大並深吸氣，肌肉達到短暫而強烈的收縮高峰，最後下顎閉合並呼氣。魚類沒有完全相同的方式，但也能觀察到緩慢張口、維持最大張口程度，再迅速閉合的固定動作。這些跨越不同脊椎動物的呵欠行為在目前仍無法確定魚類、兩棲類與哺乳類的動作在演化上是否完全同源，也不能假定具有完全相同的功能。 早期的打呵欠可以增加氧氣供應的說法，問題在於過去的人體實驗改變吸入氣體中的氧氣與二氧化碳濃度，並沒有按照這項假說所預測的方式改變打呵欠的發生率；研究者曾讓受試者吸入含較高二氧化碳的空氣，如果打呵欠是身體偵測到氣體交換不足後，用來補充氧氣或排除二氧化碳的反應，那麼二氧化碳升高理應增加打呵欠；實際上卻沒有明顯增加。反過來，讓受試者吸入 100% 的氧氣，也沒有抑制打呵欠。 人類胎兒在出生前其實就會做出打呵欠

雄性果蠅追逐雌性時，會利用視覺追蹤對方的位置、辨識氣味與費洛蒙，也會用前腳接觸對方取得味覺資訊。雄性本身也能以觸角感受其他雄性產生的求偶聲訊號（courtship song），並因此改變活動與求偶行為。雌雄果蠅接收到的外界訊號幾乎相同，最後做出的行為卻可能完全不同。這些差異究竟從神經系統的哪一層面開始出現？如果能把雄性與雌性的神經連結逐一放在一起比較，就有機會看見感覺訊號在哪裡被導向不同的行為。 2026 年一項研究完成了成年雄性黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）整個中樞神經系統的神經連結體（connectome），範圍從腦、視葉一路延伸到腹神經索，也保留連接腦與腹神經索的頸部神經。研究者使用 7 台增強型聚焦離子束掃描電子顯微鏡（enhanced focused ion beam scanning electron microscopy），花費約一年取得解析度為 8 × 8 × 8 奈米的影像，形成約 160 兆體素（voxel）的資料。自動分割之後，29 名專業人員又歷經約 3 年校訂神經元。 雄性果蠅完整中樞神經系統

動物為了維持生命幾乎都需要覓食，不同物種會根據能量需求、食物品質、掠食風險以及光照、溫度等環境條件，採取不同的覓食策略。在尋找食物的過程中，動物會同時接收到各種訊息，例如月光會降低夜行性動物的覓食強度，而食物散發出的氣味或外觀則能吸引牠們靠近。 不同種類的訊息並不一定具有相同的重要性，動物會因為物種、性別及當下情境的差異，而產生不同的反應。不過過去研究較少探討另一個可能影響決策的重要因素，不同刺激與動物之間的相對距離，理論上距離較近的刺激可能比距離較遠的刺激更容易吸引注意，但這種效果是否會受到刺激本身種類影響，目前仍不清楚。 除了立即的環境刺激外，學習也是影響覓食效率的重要因素，動物可透過經驗記住食物的位置、出現時間及最佳的搜尋方式。 另外動物也會學習避開掠食者。由於遭遇掠食者會增加覓食的風險與成本，因此當環境中的掠食壓力提高時，動物通常會減少覓食活動，並更頻繁的利用掩蔽物。 黑箭蟻（圖片來源：peterwchen，採用 CC BY 4.0 授權。）

海馬屬（Hippocampus）是一群屬於輻鰭魚綱（Actinopteri）海龍魚目（Syngnathiformes）的魚類，演化出與我們熟悉的魚類輪廓完全不同的形態。牠們以近乎直立的姿勢活動，頭部向腹側彎曲，口部變成細長的管狀吻，身體包覆著一圈圈骨板（bony plate），腹鰭與尾鰭消失，尾部則變成能捲住海草與其他物體的抓握工具。 海龍魚目與海龍魚科的演化樹（圖片來源：Stiller J et al. (2022)，採用 CC BY 4.0 授權） 海龍魚目位於龐大的鱸形總目（Percomorpha）支系之中，現生海龍魚目之下包含了海龍魚亞目（Syngnathoidei）、䲗亞目（Callionymoidei）、鬚鯛亞目（Mulloidei）、飛角魚亞目（Dactylopteroidei）等類群。

紐西蘭擁有全球最具代表性的島嶼鳥類相之一，由於與其他陸地長期隔離，加上過去數千萬年間幾乎沒有陸生哺乳動物掠食者，許多鳥類在這裡演化出截然不同的生存方式，包括巨大的恐鳥（Dinornithidae）、夜行性的奇異鳥（Apteryx），以及不會飛的鴞鸚鵡（Strigops habroptilus）等，都是紐西蘭特有的代表性物種。 南秧雞（圖片來源：Pseudopanax，公共領域。） 南秧雞（Porphyrio hochstetteri）也是其中之一。雄性擁有鮮豔的藍紫色羽毛、粗壯的紅色喙與強健的雙腿，雌性則全身灰褐色，是一群身材健壯的不飛鳥。南秧雞現存主要在紐西蘭南島的高山草原環境，在紐西蘭周邊幾處無天敵近海島嶼也有保育人員帶上去繁衍的小族群。

植物通常透過光合作用製造養分，但有些植物卻會主動捕捉昆蟲，分解後吸收其中的氮、磷等營養，因此被稱為食蟲植物（carnivorous plants）。目前已知食蟲植物已在被子植物中至少獨立演化十四次，並演化出捕蟲瓶、捕蟲夾、黏液陷阱、吸入式陷阱及龍蝦籠陷阱等多種不同的捕食方式。 植物的系統發生樹，並標註出具有食蟲植物的演化支（圖片來源：Zhang, X.-J et al. (2026).，採用 CC BY 4.0 授權。） 雖然捕食機制各不相同，但真正的食蟲植物都具有相似的流程：先吸引獵物，再將其捕捉，接著分泌消化酵素分解，最後吸收獵物釋放出的養分。 然而自然界還存在著另一群介於普通植物與食蟲植物之間的植物。牠們雖然能黏住昆蟲，卻沒有證據顯示能夠消化或吸收其中的養分，因此被稱為原始食蟲植物（protocarnivorous plants），究竟哪些植物是真正的食蟲植物，哪些只是偶然捕到昆蟲，至今仍存在不少爭議。 早在 1875 年《食蟲植物（Insectivorous Plants）》一書的作者，也是演化論的奠基者查爾斯 達爾文（Charles..

動物之間的群體衝突（intergroup conflict）一直被認為是影響演化的重要驅動力。許多社會性動物都會與鄰近的同種群體競爭食物、領域、配偶或棲息空間等，這些衝突不僅可能造成傷亡，也會影響個體繁殖成功率及整個族群的存續，因此也明顯影響了動物行為的演化。 過去相關研究大多聚焦於群體真正發生衝突時的過程，例如哪些個體會參與戰鬥、哪些因素決定勝負，以及衝突結束後群體成員之間的互動、移動模式或資源利用如何改變。不過隨著研究深入，研究人員開始注意到，許多動物其實早在雙方接觸之前，就已經會根據周遭環境調整自己的行為，藉此提高遇敵時的勝算或降低發生衝突的風險。 動物進行預防性行為時所利用的資訊途徑（圖片來源：Arbon, J et al. (2026).，採用 CC BY 4.0 授權。）

睡眠是幾乎所有動物都具有的生物現象，但不同物種之間，甚至同一物種的不同個體，其睡眠時間、結構與生理特徵都可能有很大差異。至今動物為何會演化出如此多樣的睡眠模式仍未釐清。 野生動物群體中睡眠與社會的相互作用，圖為東非狒狒的睡眠群像（圖片來源：Chakravarty, P et al. (2024). 繪圖作者：Javier Lázaro.，採用 CC BY 4.0 授權。） 隨著科技的發展，研究人員越來越有機會在野外直接記錄動物睡眠，在過程中人們發現睡眠模式會受到生態環境影響，例如野外動物的睡眠時間可能與圈養個體不同，有些物種還會改變晝夜節律。 過去的多數研究都將睡眠視為個體行為，較少考慮許多動物的睡眠其實與群體息息相關，研究人員認為，若要了解自然界睡眠模式的演化，除了環境因素外，也應將動物的社會互動納入考量。 目前已有越來越多證據顯示，社會因素會影響動物的睡眠，比如西方蜜蜂（Apis mellifera）可透過蜂巢中傳遞的振動來同步晝夜節律。狐獴（Suricata suricatta）的不同族群則各自有著不一樣的睡眠傳統，而且該傳統還可以代代相傳

地中海渦蟲（Schmidtea mediterranea）是一種再生能力極強的扁形動物（Platyhelminthes），其體內存在一類細胞族群，稱為新生細胞（neoblast），屬於成體幹細胞（adult stem cell），是渦蟲維持組織更新與再生能力的核心。這些細胞會持續分裂，補充身體各處需要替換的細胞，也能在受傷後供應再生所需的新細胞。 地中海渦蟲（圖片來源：Alejandro Sánchez Alvarado，採用 CC BY-SA 2.5 授權） 強大的再生能力也帶來特殊壓力，當身體內存在大量持續分裂的細胞，只要細胞出現突變、訊號失衡、異常分化或受到病原體感染就可能造成長期負面後果。這讓渦蟲需要一套能處理異常細胞、再生來源與感染威脅的防禦方式。以往研究已知道渦蟲擁有先天免疫系統（innate immune system），但無後天免疫系統（adaptive immune system），擁有會表達組織蛋白酶（cathepsin）的吞噬細胞，不過這些免疫功能仍無法完全解釋渦蟲如何用快速且廣效的方式清除體內的危險來源。這讓研究者好奇渦蟲

高海拔是個呼吸吃力與身體承受負荷的地方，但住在高海拔地區的人，基本上擁有較低的血糖、較好的葡萄糖耐受性，也有較低的糖尿病風險。這件事過去曾被反覆觀察到，從西藏、秘魯、厄瓜多、尼泊爾的高海拔居民都有類似的現象。

節奏性敲擊被認為存在於所有人類文化中，並可能是人類最早演化出的音樂表現形式之一，人類的節奏敲擊具有一些重要特徵，包括個體與地域間的差異，以及廣泛存在於各種音樂文化中的結構特徵，例如非隨機的節奏安排與等時性等。 透過分析人類近親物種的敲擊行為，則有助於了解人類節奏敲擊的演化起源，和人類一樣，黑猩猩與倭黑猩猩也會透過敲擊外部物體發出聲音，比如野生黑猩猩會敲擊具有共鳴效果的板根，並在移動或休息時展現出個體差異，同時還經常將敲擊行為融入其長距離傳播的噓喘（pant-hoot）叫聲之中。 噓喘中的黑猩猩（圖片來源：Mithunms06，採用 CC BY-SA 4.0 授權。） 然而，目前仍不清楚野生黑猩猩的敲擊行為是否具有音樂性的結構特徵，以及其節奏模式或與噓喘結合的方式是否存在地區差異。為此一項研究分析了黑猩猩底下西部黑猩猩（Pan t. verus）與東部黑猩猩（P. t. schweinfurthii）兩個亞種，及其六個族群在休息期間進行的敲擊行為，來驗證其是否具有節奏性、地區差異以及與噓喘結合。

澳洲的塔斯馬尼亞袋熊（Vombatus ursinus）能排出一顆顆小型方塊的糞便。這件事聽起來有些趣味又謎樣，但一條柔軟的腸道，究竟如何把柔軟的糞便塑造成有稜角的形狀？ 塔斯馬尼亞袋熊（圖片來源：Paul J. Morris，採用 CC BY-SA 4.0 授權） 早期有人認為這些袋熊的糞便可能是被骨盆擠壓成形，也有人猜測牠們可能有方形的肛門。但這些想法經過實際檢查後都站不住腳。一項研究利用活體袋熊的電腦斷層掃描發現，袋熊的肛門和其他動物一樣是圓形；解剖也顯示骨盆不存在足以把糞便壓成方塊的結構。其實袋熊不是靠出口形狀把糞便擠成方塊，真正的塑形過程發生得更早，位置在大腸內部。

有許多動物並非完全依靠本能行動，牠們能透過觀察或互動來學習新的行為，這種藉由社會學習在群體中傳遞資訊與行為的動物文化，不僅能提高個體的生存能力，也有助於族群適應環境變化，因此研究相關行為具有重要的生物保育意義。 在各種透過社會學習傳播的行為中覓食技巧特別重要，新的捕食策略可能提高覓食效率、增加獵物種類，並降低對特定食物來源的依賴。目前這類行為已在魚類、鳥類與哺乳類等各類群中發現，其中靈長類與鯨類更是常見相關行為。 座頭鯨（圖片來源：National Marine Sanctuaries，採用 CC BY 2.0 授權。） 在鬚鯨中座頭鯨（Megaptera novaeangliae）目前是唯一被認為具有證據表明存在廣泛社會學習的物種，除了著名的鯨歌文化外，牠們還發展出許多不同的覓食技巧，比如北大西洋族群的拍尾捕食與加拿大溫哥華島附近的陷阱捕食等，這些行為可能都會通過社會學習獲得，然目前並沒有足夠的證據證明。 泡泡網捕食畫面（圖片來源：Christin Khan，公共領域。） 在這些行為中最知名的便是泡泡網捕食 bubble-net...

有些動物真正高明的偽裝是牠們站在你眼前卻讓你視而不見，葉片、枯枝、石塊、腐爛斑痕，模仿這些環境尋常之物是許多昆蟲的保命外衣。棲息在巴拿馬、哥倫比亞、蘇利南一帶的費氏擬葉螽斯（Arota festae）就是一種葉片擬態昆蟲，體長約 2.7 公分，體重約 1 克，寬圓的前翅呈現淡綠色，看起來像一片嫩綠葉。不過曾有一組研究團隊在巴拿馬巴羅科羅拉多島（Barro Colorado）的一個夜晚，遇到了一隻完全不同的成蟲雌性個體，全身有著鮮烈的桃紅色。 一般綠色的費氏擬葉螽斯（圖片來源：Orthoptera Species File，採用 CC BY 4.0 授權） 桃紅色的費氏擬葉螽斯（圖片來源：Wainwright JB et al. (2026)，採用 CC BY 4.0 授權）