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The Sound of Evolution
現代生物科普(會員專區)


蜘蛛對生態系統、對人類有哪些貢獻?
蜘蛛一直背負著讓人害怕的名聲,但在生物學的視角上,牠們其實是地球上最被低估的生物之一。全世界已描述的蜘蛛物種超過 53,000 種,而實際的物種總數估計可能超過 12 萬。從不到半毫米的小型物種,到足展可達 30 公分的巨型捕鳥蛛,蜘蛛的外形、習性與生理特徵多到令人難以想像。也正因為牠們無所不在、適應力極強,蜘蛛在生態系統中提供的服務極其廣泛,害蟲控制、養分循環、提供棲地與食物來源,都留下了深刻的影響。但這些貢獻大多被忽略,甚至因令人類恐懼而被排拒。若我們希望理解自然如何運作、甚至從自然中找回解決問題的靈感,蜘蛛是不能被忽視的角色。 蜘蛛的貢獻可分為四大類,供給(provisioning)、調節(regulating)、支持(supporting)、人類文化(cultural)(圖片來源:Cardoso P et al. (2025),採用 CC BY 4.0 授權)
2025年12月6日讀畢需時 4 分鐘


父系詞彙、母系音位,印歐語系語言的基因不對稱共演化
對於人類研究語言起源與族群遷徙的跨領域工作,父系與母系究竟如何影響語言傳承,一直是非常具爭議的問題。過去有人支持母語假說(mother tongue hypothesis),認為語言主要跟著母系血緣傳遞;也有人提出父語假說(father tongue hypothesis),指出語言更容易跟著父親傳承,因為語言與 Y 染色體(父系)的關聯往往比與粒線體 DNA(母系)的關聯更強。這兩種假說長期處於拉鋸狀態,而印歐語系族群的研究更表明情況並沒有那麼單純。為了釐清兩者之間看似矛盾的觀點,研究者針對 34 個現代印歐語系族群,從基因與語言兩方面進行了大規模的量化分析,希望重新檢視語言與父系、母系血緣之間的真實關係 。 研究同時分析 Y 染色體與粒線體 DNA 的單倍群,分別代表這些族群的父系與母系歷史。為了得到能夠反映語言變化過程的更精細資料,研究並未沿用傳統語言分類樹或語系分群,而是分別採用詞彙系統(lexical system)與音位系統(phonemic system)兩種語言特徵進行比較。其中,詞彙資料取自邁克爾·唐恩(Michael Dunn
2025年12月5日讀畢需時 3 分鐘


何謂性感兒子假說?從鳥類性擇談起
性感兒子假說(sexy son hypothesis)聽起來像是戲劇化的名稱,但它其實是演化生物學中一個相當重要的理論,用來解釋某些物種為何會演化出社會一夫多妻(social polygyny)的繁殖系統。這個假說的核心想法相當直覺,雌性在某些情況下與其選擇尚未交配的雄性,不如選擇已經有伴侶的雄性,即使這麼做會讓雌性在當下的繁殖成果變差,但長遠來看卻可能因為她的兒子繼承父親的「多妻能力」而帶來更多孫輩後代,最終提升雌性的整體適存度。這個思路來自派崔克·韋瑟黑德(Patrick J. Weatherhead)與拉利·羅伯遜(Raleigh J. Robertson)在 1979 年的研究,他們試圖從孫代數量的角度,解釋為什麼有些雌鳥會選擇加入已經有配偶的雄鳥身邊,變成次要雌鳥,而不是選擇一位完全單身的雄鳥。
2025年12月5日讀畢需時 4 分鐘


兩個父親生產子代:突破自然規則尋找銘印基因的真相
在哺乳動物的世界裡,要讓兩個父方基因組結合誕生一個後代,看似是科幻故事般的挑戰,因為哺乳類的胚胎發育深刻依賴 基因銘印 (genomic imprinting),而什麼是基因銘印呢?這是哺乳類特有的表觀遺傳機制,會在卵子、精子形成時建立與決定哪些基因需要進行甲基化(methylation)、組蛋白修飾(histone modifications)或非編碼 RNA 調控等,使特定基因沉默,讓胚胎發育中強制指定特定基因只能在母方或父方的染色體上表達,而另一方的染色體上該基因就會沉默不執行功能。比如多數哺乳類只有來自父親的第二型類胰島素生長因子( IGF-2 )基因或者只有來自母親的長鏈非編碼 RNA 的 H19 基因等,才會在後代身上表達,但母方的 IGF-2 基因或父方的 H19 基因會沉默,顯現出父方與母方之間互補或競爭的演化結果,而且這種啟動或沉默的狀態會一路維持到後代個體死亡。 銘印現象與哺乳類的胎盤、早期發育、腦部形成與後期生理都有重要關聯。有趣的是,父系表達基因往往是促進胎兒生長、增加營養輸送等功能;而母系表達基因則多是抑制胎兒過度
2025年12月5日讀畢需時 6 分鐘


斷肢後,全身都醒來了,螈類再生的新祕密
在再生生物學的領域裡,墨西哥鈍口螈( Ambystoma mexicanum )一直是最令人著迷的主角之一。牠們能夠再生整隻斷掉的肢體,這件事本身就足以讓科學家驚嘆,但新的研究又揭開了更深一層的秘密,若牠們失去一條肢體,全身其他部位的細胞竟然也會被「叫醒」,進入一種全面性的活化狀態。這種反應不只是局部再生的附帶現象,而是一個全身性的生理操作,甚至能讓未受傷的肢體在之後一段時間內如果面臨斷肢,能再生得更快。 墨西哥鈍口螈(圖片來源:Amandasofiarana,採用 CC BY-SA 4.0 授權)
2025年12月3日讀畢需時 3 分鐘


蚜蟲的含菌細胞染色體倍體動態揭示宿主與共生菌的密切共同演化
蚜蟲與其體內共生菌之間的合作關係非常的精巧,尤其在 豌豆蚜 ( Acyrthosiphon pisum )這個物種中,體內有一種名為 含菌細胞 (bacteriocyte)的特殊細胞,負責容納 蚜蟲巴克納氏菌 ( Buchnera aphidicola )。這些細胞不只體型巨大,在營養共生中的作用也極為重要,其細胞染色體過去也長期被推測具有高度的多倍體。 豌豆蚜的含菌器(bacteriome)內的含菌細胞存在蚜蟲巴克納氏菌(圖片來源:Nozaki T and Shigenobu S. (2022),採用 CC BY 4.0 授權)
2025年12月2日讀畢需時 4 分鐘


關於銀杏的一些小事:從營養到食用安全
銀杏( Ginkgo biloba )的葉、果與樹木本身都在世界各地被利用,而銀杏種子更是傳統飲食與中藥裡的熟悉素材。銀杏種子富含澱粉、蛋白質、脂質、維生素與具生物活性的倍半萜(sesquiterpene)、類黃酮、生物鹼、短鏈脂肪酸衍生物、木質素與多醣等,具有抗發炎、抗氧化、改善血液循環、調節代謝與抗腫瘤等潛在效果。然而銀杏種子也因為含有毒性成分而使食用安全性長期備受關注,其中最主要的就是銀杏毒素(ginkgotoxins),包含4’-O-甲基吡哆醇(4’-O-methylpyridoxine,MPN)以及 4’-O-甲基吡哆醇-5’-葡萄糖苷(4’-O-methylpyridoxine-5’-glucoside,MPNG)等。
2025年11月28日讀畢需時 3 分鐘


動物行為不隨機?牠們的日常比你想得更有模式
在野外觀察動物的一天,其實就像在閱讀一串接一串的行為片段。一隻狐獴( Suricata suricatta )清晨從地洞裡鑽出來,先在陽光下暖身,接著開始四處翻找獵物,途中可能停下來警戒四周;一隻白鼻浣熊( Nasua narica )大半天都在林下翻找食物,偶爾和同伴互動;而斑鬣狗( Crocuta crocuta )則可能在夜裡到處巡遊、覓食、或是伏地休息。這些一幕幕動作,看似單純,但組合起來就形成了每隻動物獨特的「行為序列」。研究行為學的人,正是希望透過這些序列,理解動物如何做決策、什麼因素影響牠們下一秒想做的事,以及其中是否隱藏著跨物種的共同規律。 過去這類實驗主要待在實驗室裡進行,以往研究發現動物行為似乎不只受當下狀態影響,還帶有時間尺度跨越很大的「長期記憶」特性(本文提到的記憶不是指大腦的記憶,而是行為模式在長時間內保持一致的現象)。但過去一直缺乏在自然環境中進行觀察的研究,更沒有同時比較多個物種、涵蓋多種行為,並直接檢驗這些實驗室裡行為特徵的研究資料是否普遍存在於自然界。於是有研究者透過可穿戴追蹤器,記錄 3 種社會性哺乳動物,狐獴
2025年11月27日讀畢需時 5 分鐘


集體行為的演化速率勝過個體?來自 22 種螞蟻的證據
當螢火蟲同時閃爍、魚群有默契地轉彎、螃蟹同步揮鉗、蟻群一起行動。這些行為背後的生物學基礎長久以來吸引許多科學家關注,而群體行為是否會比個體自身的行為演化得更快?更是近百年來一直沒有明確答案的重要問題。 螞蟻群體層級所呈現的「休息與活動的節律規則性」這項集體行為,的確以比個體行為還要更快的速度在演化,並且在不同物種之間有很大的差異。這意味著集體行為不只是眾多個體行為的加總,而是具備獨特的演化動力,能夠在缺乏大幅度個體改變的情況下,於不同物種的集體行為迅速分化,甚至可能促成新的生物組織層級或社會型態的誕生。
2025年11月26日讀畢需時 5 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
2025年11月25日讀畢需時 3 分鐘
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