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從浮游藻類到大氣,海洋硫循環正在發生什麼改變?
海洋不僅是熱量與二氧化碳的重要緩衝區,同時也是多種生物化學循環的核心。海洋生物源硫循環,特別是二甲硫醚(dimethyl sulfide,DMS)及其前驅物二甲基硫鎓丙酸(dimethylsulfoniopropionate,DMSP)為核心的循環體系,近數十年來逐漸被視為連結海洋生態系與氣候系統的重要橋梁,尤其是在背景氣膠濃度較低的遠洋區。海洋產生的二甲硫醚佔了全球自然生物源硫排放量約 80% 之多,是海洋釋放至大氣中最主要的還原態硫化合物。進入大氣的二甲硫醚會迅速被氧化,生成硫酸與硫酸鹽氣膠,這些氣膠可作為雲凝結核(cloud condensation nuclei),影響雲滴形成與雲的微物理性質,可能進一步影響區域氣候。正因如此,氣候變遷如何改變海洋中二甲硫醚與二甲基硫鎓丙酸的生成、轉化與釋放,是無法忽略的一個問題。 二甲硫醚循環的起點存在於海洋生物體內。從浮游藻類、大型藻類,到珊瑚及其共生體,許多海洋生物都能在細胞內合成二甲基硫鎓丙酸。這種化合物最早被認為僅具有滲透壓調節功能,但後續研究發現,其同時也參與抗氧化反應,能協助生物因應高光照或

演化之聲
2025年12月21日讀畢需時 4 分鐘


皮氏伴生菌在米象鼻蟲體內打造複雜的膜管網路
微生物與宿主的共生關係時常在不知不覺間形塑了物種的生理、適應能力與演化軌跡。對許多昆蟲而言,細胞內共生菌的存在是牽動生命運作的重要齒輪之一。就以 米象鼻蟲 ( Sitophilus oryzae )來說,牠們仰賴體內的細胞內共生菌, 皮氏伴生菌 ( Sodalis pierantonius ),以彌補穀物飲食中缺乏的胺基酸與維生素。這類共生菌生活在米象細胞內部,必須從宿主的細胞質中取得營養,才能進行對宿主必需的代謝任務。究竟這些共生菌如何在米象細胞內有效吸收營養呢?其實它們是在裡面自行形成了巨大的膜管網路(tubenets),其結構複雜程度和規模在細菌界中極為罕見。 皮氏伴生菌是內共生於米象的 含菌細胞 (bacteriocyte)的細胞質中,而這類細胞聚集在一種特化器官裡,稱為 含菌器 (bacteriome),該器官在米象的腸道中段與前腸交界處。食物中的養分必須跨越腸上皮細胞,才能抵達含菌器。米象的腸上皮細胞內充滿大量囊泡,並呈現頂端與基底端的極化分布,靠近腸腔的一側主要出現許多早期的 胞內體 (endosome),而靠近含菌器的一側則集中晚

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2025年11月25日讀畢需時 3 分鐘


細菌內孢子在衛星表面極端環境的耐受能力
天體生物學顧名思義是一門研究宇宙生命的學科,目的是想知道除了地球之外,其他星球是否也存在著生命,或者適合人類移居。研究人員們致力於尋找符合上述條件的天體。這其中最常受到關注的就是行星了,不只在太陽系中,研究人員對於適居行星的尋找放到一切可觀測到的恆星系上。然而,事實上並不只行星有可能存在生命,衛星也是人類尋找地外生命的一個重要探索目標。 觀測衛星相較於行星來說困難許多,研究人員主要關注的衛星都集中在太陽系內。太陽系的各個衛星中有少數幾顆衛星被認為可能擁有生命,其中就包含了木星的木衛二與土星的土衛二。之所以認定這些衛星擁有生命,主要是其內部很可能含有液態水組成的海洋,而液態水是生物出現的必要條件。 木衛二(感謝NASA提供)

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2025年1月21日讀畢需時 5 分鐘


火星到底有沒有留存生命遺跡?
火星(圖片來源:ESA & MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA,採用 CC BY-SA 3.0 授權) 太陽系中的適居帶(habitable zone)(圖一)範圍不僅包含地球,也涵蓋了火星。但由於火星的內核已經冷卻,無法產生熱對流,因此磁場消失,無法像地球一樣有效防禦太陽風的侵襲。使火星的大氣容易被太陽風剝離至太空中,導致大氣極為稀薄,進而使火星表面的環境變得寒冷而乾燥。儘管如此,火星上仍殘存部分水資源,主要以冰的形式存在,大氣中也含有少量的水蒸氣。美國國家航空暨太空總署(NASA,National Aeronautics and Space Administration)根據火星表面類似水流沖刷形成的條痕,推測約40億年前的火星可能擁有海洋(當時火星尚有磁場)(圖二)。這一推論讓人激起了火星是否曾經存在過生命的問題。

演化之聲
2025年1月21日讀畢需時 5 分鐘


罕見毒素—米酵菌酸(bongkrekic acid)
最近台灣發生一起嚴重的食物中毒事件,被證實是米酵菌(邦克列酸)酸所引起。在台灣首次出現這種中毒案例,許多人對這個毒素非常陌生,藉此寫篇科普文章讓大家稍微瞭解這個毒素是怎麼出現的以及對人體有何作用。當然我們這裡會更偏向生物學的角度來探討米酵菌酸。...

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2025年1月20日讀畢需時 4 分鐘
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