蛇頸龍目 Plesiosauria 是中生代非常具有代表性的一群海洋爬行動物，其演化歷史從三疊紀開始一路延伸到白堊紀大滅絕，前後長達1億4千萬年。 蛇頸龍目的化石在全球各地都有發現，分佈非常廣泛，也有極為豐富的物種多樣性。牠們的典型特徵有著長脖子、緊湊的軀幹以及鰭狀的四肢。 然而牠們的實際形象人們卻一直都不清楚，尤其其他海洋爬行動物類群幾乎都已經重建出相對完整的外觀，更顯得蛇頸龍目在相關研究上的稀缺。 這主要是因為蛇頸龍目的化石雖然很多，但關於軟組織的化石卻很稀少，到目前為止僅有8副相關標本被描述。 新標本MH 7復原圖 圖源：Joschua Knüppe

在自然生態系統中，生物之間的複雜且精妙的交互關係數不勝數，而寄生蜂與多去氧核糖核酸病毒（polydnavirus，後面簡稱PDV病毒）之間的共生關係便是一個引人入勝的例子。PDV病毒是一類專門感染昆蟲的病毒，至今已發現超過五十種，主要感染宿主包括小腹繭蜂亞科（Microgastrinae）、縫姬蜂亞科（Campopleginae）、甲腹繭蜂亞科（Cheloninae）和折脈繭蜂亞科（Cardiochilinae）等。這些病毒會在雌性寄生蜂的卵巢萼（calyx）中進行複製，但對寄生蜂本身並無致病性，反而與寄生蜂形成互利共生的關係。

這次來講講演化停滯吧。 不知道各位有沒有曾經看過一些梗圖，內容說著像鱟、腔棘魚等一類生物經過數億年都沒有演化云云？這類生物就被一部分科學家認為是演化停滯的案例，而這種情況在化石紀錄中其實很常見。 現生腔棘魚物種印尼矛尾魚的標本（圖片來源：Claudio Martino，採用 CC BY-SA 4.0 授權） 人們常常發現某類化石可以延續很久的時間，有的長達數千萬年而有的甚至超過億年，但這類情況在演化框架下是很不尋常的，因為在演化論當中演化應該是一個持續且緩慢的過程，並不會停滯不前，為此研究人員針對演化停滯是否存在展開爭論，有的人認為演化停滯只是假象，也有人嘗試建立新的理論來證明演化停滯。 三種選擇 大部分人小時候應該都有學過，演化的進行主要由兩個因素所共同推動，一個是基因突變，另一個則是自然選擇。突變是隨機的，選擇卻不一樣，只有不阻礙生存的突變才能一直存續下去，研究人員在描述自然選擇時，創建了一套模型，並在該模型內使用三種模式來歸納自然選擇對生物族群造成的影響。 紅色曲線代表原本性狀的分佈範圍，藍色則為經過選擇之後的分佈範圍，由上而下分別是定向選

系統發生樹（圖片來源：Liang L et al，採用 CC BY 3.0 授權） 生物的系統發生樹（phylogenetic tree），又稱演化樹，是一種用來描述生物演化關係的圖形模型。它通過分支結構展示特定物種從共同祖先演化而來的過程。每個分支點代表一次演化分歧的發生，系統發生樹的根部代表的是所有該群物種的共同祖先，而越接近樹冠的分支則代表越後期的物種。過往的系統發生樹以生物物種間的形態、樣貌差異多寡作為參考基準，但隨著分子生物技術的發展，現代生物往往利用基因的DNA序列作為演化親緣關係的主要參考資料。由於古生物保留至今的線索多以化石形式呈現，因此古生物的系統發生樹則依舊以生物形態、樣貌來建立，並利用最大簡約法（maximum parsimony）找到最可能的系統發生樹。 DNA序列要如何建立系統發生樹？ 要建立一群物種的演化關係，代表這群物種之間一定有某些共同的特點，而且這個特點在不同物種間都存在些微差異，就是藉由這個差異的多寡來認定牠們的親緣關係。 以一個假想基因A為例，不同物種間的基因A的DNA序列差異如下: 物種1: CAGTCGA

首先，我必須先從染色體介紹起，讓大家能夠層層剖析地了解什麼是基因。每個物種都有特定數量的染色體，例如，人類有23對，花生有20對，郊狼有39對，而心臟葉瓶爾小草（Ophioglossum reticulatum）有630對。染色體在真核細胞中位於細胞核內，當細胞不分裂時，染色體像一堆毛線一樣分散於細胞核中，但仍有特定的分布。當細胞即將分裂時，染色體會凝聚成棒狀，這就是我們在教科書上所熟悉的樣貌。 染色體是由DNA和多種蛋白質纏繞形成的結構，其中組織蛋白結合成的八聚體占大部分。組織蛋白八聚體由組織蛋白H3、H4、H2A、H2B（各自還有多種變體）聚合而成，每146個DNA鹼基對纏繞一個組織蛋白八聚體。染色體的結構鬆散或密集取決於DNA纏繞這些蛋白質的緊密程度。 染色體結構（圖片來源：Πrate, PhiLiP，採用 CC BY-SA 4.0 授權） 組蛋白八聚體（小核體），octamer（八聚體）（圖片來源：Richard Wheeler (Zephyris)，採用 CC BY-SA 3.0 授權） 至於DNA是什麼呢？DNA的全名是deoxyri

不知道各位是否有在自家房子裡看過一種小蜘蛛，牠們體型嬌小，直徑很少有超過一公分，並且移動時幾乎都是用跳的。如果有，那恭喜你家住著的是現在最受歡迎的寵物蜘蛛之一，蠅虎。 蠅虎其實是一大群蜘蛛的統稱，牠們被稱為蠅虎科，又因為以跳躍為主要移動方式之一，因此又被稱為跳蛛。蠅虎家族十分龐大，目前已被命名的物種就有六千多種，台灣亦有41種蠅虎分佈。 前面提到蠅虎常以跳躍作為移動方式，不過蠅虎畢竟是一個龐大的家族，所以總有一些例外存在，所以這次就來介紹不跳躍的蠅虎吧。 擬態 擬態與前幾篇文章提到的反影偽裝一樣，都是生物的一種偽裝策略，只不過反影偽裝是針對環境的光線來偽裝，而擬態則是對其他生物的模仿，比如很多有毒生物會用鮮豔色彩警告捕食者：我有毒。 因此也就會有一些無毒生物也混雜其中演化出鮮豔體色欺騙潛在捕食者：我也有毒。 擬態分為三種類型，分別是： 貝氏擬態，無害生物模仿有害生物，假裝自己也有害，上述的例子就是貝氏擬態。 穆氏擬態，有害生物互相模仿，當捕食者攻擊任何一種生物，都會從中認識到這種形態有害。 進攻性擬態，捕食者模仿無害生物，吸引其他生物靠近再做捕獵

當我們提及到長壽的動物時，可能直覺會想到的是能活一百多歲的海龜，或者能活兩三百歲以上的鯨類。與這些生物相比之下，人類平均七八十歲的壽命並不算長。自古以來不少人不斷尋求長生不老的祕方，希望自己能夠活得更長久，甚至永遠活在世上。為了瞭解生命如何老化以及為何死亡，不少科學家投入研究想找出個答案，去探詢生命的原理。不過至今仍有很多謎題尚未解開，在我們努力地抽絲剝繭探詢這個真相的同時，世界上卻存在著一種生物，燈塔水母（Turritopsis nutricula），擁有了我們夢寐以求的長生不老的天賦。

粒線體（感謝Keith Porter/SPL提供） 真核細胞的粒線體能提供能量讓細胞進行代謝。這種特殊胞器能在特定階段複製，而隨著細胞分裂，粒線體也能分配至分裂後各個細胞內。粒線體擁有自己的環狀DNA，人類的粒線體DNA長度約1萬6000個鹼基對，上面基因大部分與生產能量的氧化磷酸化反應有關。也因存在著DNA，更加證實了1905年康斯坦丁．梅列施柯夫斯基（Konstantin Mereschkowski）所提出的內共生學說。有趣的是，在有性生殖上，我們對粒線體屬於母系遺傳較有認知，然而生產下一代的過程中，父源的粒線體到底走向了甚麼命運，直到近年的研究才逐漸得到答案。 並非所有有性生殖物種的粒線體皆為母系遺傳，例如地中海貽貝（Mytilus galloprovincialis）、菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）、周期蟬屬（Magicicada）等物種的粒線體都來自雙親。此外擬黃果蠅（Drosophila simulans）有約6-15%的個體之粒線體也來自雙親。雙親粒線體遺傳在哺乳類十分罕見，人類偶爾也會出現少數這類的案

（Stocktrek Images via Getty Images） 1955年，一位美國業餘古生物化石收藏家法蘭西斯‧塔利（Francis Tully）獲得了一個源自伊利諾州馬孫溪化石層（Mazon Creek fossil beds）的奇特化石，由於該化石的形體特殊，在好奇心驅使之下送往菲爾德自然史博物館進行鑑定，之後讓當時博物館內的古生物學家目睹都啞口無言。化石上的生物有著雪茄形狀的身體、三角形的尾鰭、一對長柄眼，最怪異的是那條細長彎曲的嘴，末端有著鉗子般的口部。沒有人能認定這是什麼生物，也無從對其歸類，隨後各種猜測陸續出現，有人認為是一種軟體動物，也有人認為是節肢動物，甚至是牙形石、蠕蟲、被囊動物、脊椎動物或者早已不存在的一種動物門，在這樣的迷惑中古生物學家於是將此生物稱作「塔利怪物」。一開始的發現也讓人不禁懷疑是有人在惡作劇，然而歷經多年在馬孫溪化石層的挖掘，該生物化石已經出現超過1000個，證實此長相奇特的生物確實存在。另一方面諷刺的是，這麼多的化石證據至今依然未提供更多的資訊來揭開塔利怪物的面紗。

生命的起源 目前根據C12/C13的比例推測地球最早出現生命跡象的時間約在37億年以前（始太古代，Eoarchean），但非常有可能更早在冥古宙（Hadean）就有出現類似生命的物質。生命如何出現一直以來都是個有趣的主題，有不少人曾為生命起源提出各種假說。有人認為生命誕生的來源是地球之外，因為在隕石和彗星上存在少許的甲酸、醛類、乙炔等有機物，且彗星也將水攜帶至地球，才讓生命有適當的環境萌芽，然而這論點並未受到普遍承認。而在1996年，NASA在艾倫丘陵隕石84001上發現類似細菌的化石與有機物的痕跡，因此有人支持胚種論（Panspermia），猜想微生物存在於宇宙各個角落，藉由隕石或彗星等天體將生命帶至行星上，雖然此假說爭議性更大，但也讓大家以不同的觀點去思考生命的起源。現今較為普遍被認可的假說是由俄國科學家亞歷山大·奧巴林（Alexander Oparin）與英國科學家J. B. S. 霍爾丹（John Burdon Sanderson Haldane）巧合之下各自提出。他們認為生命一開始是一連串的有機化學反應，地球本身存在基本的簡單有機分子，

化石的形態、結構與功能 當我們看著現今的生物，會對牠們的外觀產生好奇。為何長頸鹿脖子這麼長？為何孔雀有著又長又美的尾羽？為何蜜蜂腹部有一根針用來防禦？這些生物我們可以親自接觸牠們來了解其形態、結構與功能。而古生物學家面對化石時也一樣會對化石上的生物外觀有著好奇心。有些古生物的形態在現今生物身上完全找不到類似的樣貌，這更引發人想去瞭解當時有甚麼機會與環境塑造了這樣形態的生物。化石上的生物形態是唯一一個讓古生物學家瞭解該生物的資訊來源，但光靠形態就提供了不少訊息。如果化石夠完整，我們可以從中充分得知生物的物種分類、個體差異、演化樹甚至行為以及其過去的生態地位。 一個物種間的個體差異 以我們人類做例子，我們每一個人的外貌都是獨一無二的，其他生物也是如此。因此在觀察化石形態時也需要將物種的個體差異參考進去，以免發生同一物種卻誤認為不同物種。以下描述了個體差異的幾種情況： 1.個體多樣性：除了同卵雙胞胎以外，一個物種間每個個體都有些許的差異性，而這樣的差異性來自個體有著部分不同的DNA序列或者表觀遺傳等。個體多樣性也是推動演化的重要因素之一（圖一）。...

地層學 (Stratigraphy) 17世紀一位丹麥的解剖學家兼地質學家，尼古拉斯·斯坦諾 (Nicolaus Steno) 提出地層疊覆 (Superposition) 的概念，在地層沒有發生過反轉的情況下，較老的地層會被較年輕的地層向上連續覆蓋。他觀察到沉積物會以水平的方式向上堆積，而岩層的側面能夠顯示不同岩石堆疊的結果，越底層年代越久遠。斯坦諾認為地質會隨著時間而改變，這個想法也使之後蘇格蘭地質學家兼醫生的詹姆斯·赫頓 (James Hutton) （現代地質學之父）提出了均變論與地質時間的概念，並出版《地球理論》一書奠定了地質學的基礎。隨後地質學發展出利用放射性同位素定年法 (radioisotope dating) 以了解每個地層所形成的時期，而從該地層中所發現的化石便可得知那些古生物所生存的年代。 地層學又可以細分為岩石地層學 (Lithostratigraphy)、生物地層學 (Biostratigraphy)、年代地層學 (Chronostratigraphy)、構造地層學 (Tectonostratigraphy)、磁性地層學

當你在認識古生物時，心中可能會有一個想法，為何古生代、中生代、新生代的生物樣貌會如此不同？或者在不同生態環境下為何有不同形態的生物出現並且符合當地環境的生存需求？這樣的生物演變必須瞭解生物演化的內部機制。 演化理論 生物的演化理論是由查爾斯·達爾文 (Charles Darwin) 最先提出，他於1859年出版了知名著作《物種起源》(On the Origin of Species)描述環境的天擇如何影響一個物種的生存與淘汰來推進一個物種的演化。隨後格雷高爾·約翰·孟德爾 (Gregor Johann Mendel) 的豌豆遺傳實驗也對於生物演化的概念提供了不少的貢獻。 要透徹地瞭解生物的演化，我們必須從生物最根本的東西來探討，才能真正理解演化的運作機制。因此我會以微觀的角度開始說明，之後再拉回宏觀。 分子的角度 要從分子角度著手就需先瞭解基本的DNA知識。生物都是由細胞組成，而大部分的細胞都含有細胞核，核內存在了遺傳物質，稱為去氧核糖核酸，英文稱為DNA (deoxyribonucleic acid)（圖一）。 （圖一）生物到DNA...

古生物學是一項研究藉由古生物化石以探討已滅絕生物的物種歸類與其當時生存狀態等相關資訊的科學。這門科學建立於十八世紀的喬治·居維葉（Georges Cuvier）對於古脊椎動物的比較解剖學研究，並在十九世紀之後迅速發展，已有兩三百年的歷史。