星期二, 12月 27, 2011

進化論十三: 祖先的道路.直立

除了馴化, 第二個人類演化的關鍵便是直立. 人類祖先最早出現在2000萬年前, 期後幾百萬年間, 體型漸漸長大, 能夠伸長手臂去採集及緊握樹枝. 到了600萬至700萬年前, 開始出現站立人猿, 去到320萬年的阿法南猿, 露西, 人猿已能適應並以步行作為行動方式. 大部分科學家都認為, 雙足行走是人類的定義的決定性特徵. 雙足步行是人類演化的基礎. 但為何人類直立這麼重要呢?
人能直立引發了一連串的身體演化. 頭骨及脊柱重新排列, 與臀部成一直線. 四肢及脊椎為了支撐身體重量而變大, 蛻變出足弓. 下盤骨盆變成寬扁的鞍形, 所有重量集中到雙腳上, 讓身體更穩定, 行走效率提高. 科學家透過生物力學證明人類各部位運動的奧妙. 受驗者全身佈滿測量用的電線, 在跑步機上做各種運動. 從受驗者身上的電線, 測出受驗者的腳跟與腳趾的壓力及肌肉的運動.
從實驗中可見直立移動是平衡, 協調及效率的奇蹟. 以左右腳其中之一隻為支撐, 另一隻腳以鐘擺定律, 循弧線移動. 上升中的腳得到的能量與同時下降中的腳的能量相等不斷進行移動. 達至行走之餘, 身體中大部分能量都得以儲存和恢復. 而膝蓋充分伸展, 下背會向前彎, 大腿骨從臀部向膝蓋內側傾斜的方式, 讓身體重心分配在兩側. 加上臀部肌肉能夠收縮, 令我們不會失去平衡, 倒向一邊. 最後, 雙腳的腳腱如彈簧一樣把移動壓力分散開去, 整個微妙的人體運動, 為自己節省了65%的負荷.
與黑猩猩相比, 牠們在直立行走時必須消費更多的體力, 也不能像人一樣伸直膝頭, 以維持雙腳筆直的站立. 當牠們行走時, 需要用強大的肌肉來支持體重, 又因不能伸直雙腳, 以致行走時前後搖晃., 消耗不少氣力.
至今250多種靈長類中, 就只有人類能得天獨厚地能直立行走. 那我們會不其然問: 為何要直立行走呢? 答案可謂五花八門. 有的認為以騰出來的手用來抱孩子哺乳, 有的說用來拿食物等. 不論原因為何, 都和一個因素有關: 節省不同地方所消耗的體力, 用在繁殖及發育上. 從古地理學研究中可見, 在600萬年至800年前之間, 地球氣候開始轉變, 近赤道處地區雨量越來越少, 廣茂的森林變得稀疏, 動物跟隨四處遷徙, 食物開始減少, 覓食地點越來越遠, 人類祖先不得不去到更遠的地方去覓食, 甚至大遷徙. 為了應付長途跋涉的艱辛旅程, 直立走路以節省氣力變得必須.
華萊士指出, 直立的好處之一, 便是雙手不須承擔行走任務, 令雙手自由自在. 而事實上, 自人類習慣直立之後, 手指也出現變化, 拇指以外的四指變直了, 長度也更平更齊整, 令指尖容易捏合, 能更準確抓握. 這個精良的技巧, 讓人類的祖先學會了打獵, 採集, 製造工具. 間接令腦部加速發展, 產生出智慧, 文明, 能建立現今的社會, 直立可說是與成為萬物之靈的關鍵.
天擇之下, 萬物平等. 人類雖從直立中得到不少好處, 但也要付出代價. 首當其衝莫過於女性. 100年前, 女性主要死因之首正是分娩. 為什麼女性生產需要一組至少三至四位醫護團隊去確保母子平安? 因為負責生產的原故, 女性的盤骨比男性為寬, 大腿骨的傾斜度更大, 因此膝蓋比男性容易受傷, 跑步比男性慢, 而浪費多10%的體力. 其次, 為了雙足行走, 女性產道因此嚴重壓縮, 可是另一方面, 人類能直立後, 腦部大了, 肩膀寬了, 胎兒在狹窄的產道之內出來異常因難. 嬰兒出生時, 後腦貼著恥骨, 令生產的女性很難獨個兒引導嬰兒出世, 更不用說為嬰兒清潔呼吸道及去掉臍帶, 所以生產是世界各地女性的一場嚴峻考驗.
而直立帶來的另一代價是背痛. 美國每年有超過1500萬人有背痛之苦, 令人不禁質疑天擇對脊椎的設計. 脊椎為了支撐腦袋, 保持髖關節及下肢的平衡, 所以演化出S字形的脊椎, 下半部向前彎, 上半部向後彎. 這個S形脊椎能使身體平衡及在運動時省力, 可是卻讓下半部的脊椎加多了負重, 凡是舉重物或劇烈運動, 導致脊椎末端受到擠壓, 引致破裂, 壓倒神經, 導致痛楚, 嚴重甚至會骨折, 引發椎板斷裂症.
此外, 直立犠牲了像黑猩猩的腳這樣多才多藝, 做的動作和手一樣熟練自如, 相比人類雙腳只為推進身體及緩衝震動, 更為單調. 足部高度的構造, 若人的足弓過高, 容易令足弓韌帶發炎, 尤其是女性的臀部比男性闊, 容易得到這種病. 足弓扁的人, 患上因疲勞造成的骨折特別高. 這些症狀, 都是黑猩猩不會面對的.
為了應付長途遷徙, 又為了大腦發育所需的蛋白質, 人類演化成直立行走, 其精密的結構, 卻造成背部及足部的疼痛. 但話說回來, 造成這些病患的原因, 主要都是人類自己魯莽, 或是貪圖一點方便, 以不正確姿勢運用背部及足部而造成的. 所以我們要好好保護身體, 莫為一時之快, 斷送自己的健康.

星期日, 12月 25, 2011

進化論十二: 祖先的道路.馴化 (下)

從狐狸的DNA樣本分析, 發現馴化與攻擊性狐狸基因裡, 有兩區DNA完全不相同, 由此可知, 馴化不是單一基因使然, 而是一群基因組改變引起, 這現象不獨是狐狸特有. 在德國萊比錫(Leipzig)的馬克斯普朗克演化人類學研究院(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology), 研究員抽取15隻被馴化和15隻攻擊性的褐鼠血液, 也發現類似群組, 縱使難以界定馴化和攻擊性基因. 這可見馴化是一種複雜的表現, 需要和其他物種比較, 而線索有可能回到我們人類身上.
當然, 並非所有馴化研究都認同貝利亞夫的研究所所找出的基因, 就是馴化基因. 瑞典烏普沙拉大學(Uppsala University)研究家畜遺傳學的學者認為貝利亞夫的研究成果在於特徵分別, 但並未證實其因果關係. 他們指出馴化作用是天擇在運作, 最初野生動物靠人類吃剩的食物為食或以人類當時棲身的居所為躲避處以逃避捕食者, 後來人類發現這些動物的好處, 開始馴養這些動物. 動物在天澤與人擇之下身體產生變化, 變得細小, 尾巴會捲, 有些動物身上長有斑點, 演化成人類偏好的類型. 科學家以馴化豬與野生豬的毛色基因異變, 指出農夫偏好毛色鮮明但偽裝保護能力低的豬.
至於在尋找馴化基因方面, 烏普沙拉大學學者以東南亞地區的雞為對象. 在印度, 尼泊爾等地區生存著的原生雞, 去到8000年前才被人類開始作為食物飼養. 研究員把家雞與動物園裡的原生雞作基因比較, 分辨出一種名為TSHR的基因產生突變, 意味著TSHR在動物馴化中有著關鍵的角色. 現在學者們正尋找令TSHR突變的開關, 望能找出馴化的線索.
2009年, 美國加州大學洛杉磯分校生物學家, 進行了一項狼與狗基因組的研究, 從兩個物種裡某一組稱WBSCR17的基因附近裡有一小段特殊的DNA序列兩者極不相同. WBSCR17基因被認為是狗在馴化過程中具有重要意義, 而WBSCR17基因在人類身上是造成罕見遺傳病威廉氏症候群的成因之一. 威廉氏症候群病徵之一是過度友善, 對陌生人毫無防備. 可是還是難以找出馴化基因和威廉氏症候群之間有直接關係, 換句話說, 也難以從動物身上分辨出馴化基因.
現今社會日益富庶, 飼養寵物的人越來越多, 當我們在寵物店廚窗看到那些花貓小狗, 都會不其然產生憐愛之心, 想撫摸牠, 抱抱牠, 甚至想帶牠回家. 這都是天擇下付予某些物種特別的特性. 起先牠們的祖先還是對人類戰戰競競, 一直保持距離, 甚至聞風先遁. 後來人類遍佈全世界, 加上捕食者的壓力, 而人類相對捕食者的危害為之輕, 最重要是連捕食者都會怕害人類的情況下開始親近人類. 從人類角度來看, 牠們也是糧食, 也是能驅趕齧齒類, 害蟲的工具, 慢慢地開始從半放牧轉為飼養. 而動物在被飼養後受到保護, 生存威脅消失, 野性本能開始下降, 身上的獰牙利爪, 強壯的身軀鈍化, 馴化就在人類與動物互動之下產生出來.
以上推論, 未免過於籠統. 要將每一條基因解讀妥當, 以現今科技來說也要幾十年的時間才完成. 不過, 以現在各國學者的研究狀況, 已經有些頭緒, 找到馴化基因指日可待.

進化論十二: 祖先的道路.馴化 (上)

駕馭動植物的能力, 是人類成為萬物之靈的關鍵. 從勢單力薄的少數人狩獵及採集, 朝不保夕又危險的模式, 到擇群而居的農業和畜牧社會. 人不用再四處流離, 也有足夠的食物供給和安全的居所. 能造就今天文明的社會, 駕馭動植物的能力------馴化, 功不可沒. 縱使動植物因與人類接觸得多後, 也間接令病毒和細菌進化, 與我們如影隨形的存在著.
動植物順化的過程是至今還難以知曉的一環. 從化石與獸骨所提供的資料可看出人與萬物共生的時間及地點, 卻無法看到馴化的過程. 究竟是動物主動接觸人類? 還是人類在捕食牠們期間, 間接馴服了牠們? 現存148種大型哺乳類動物, 曾被馴化的不超過15種, 為什麼某些哺乳類動物可以被馴服, 而某些卻不能呢?
何為馴化? 這不是動物經過訓練後就能形成的東西, 是經過一代代動物與人類親近性生活培養而成. 個別動物的確能在訓練後被馴服, 可是被馴服後的動物的後代卻可充滿野性, 這例子在老虎身上可看到. 但有越來越多的線索顯示, 某些動物未被人類馴化之前, 就已習慣與人類互動了. 有時候馴化與野性的界定十分模糊, 最簡單的界定就是, 動物失去大部份野性本能. 要分析馴化的演化過程, 需要從基因處入手.
除了基因, 還有時間. 在極北之地現在是俄羅斯的國境內的新西伯利亞(Novosibirsk), 細胞學暨遺傳學研究所(Institute of Crytology and Genetics), 自1950年代開始, 亦即是在史達林政權下便已開始對狐狸進行順化實驗. 可是當時遺傳學被視為偽科學, 更被當時政權定為非法. 當年生物學家貝利亞夫(Dmitry Belyaev) 被政府革職, 其哥哥尼古雷(Nikolay)更遭勞改致死. 挫折雖大, 也難以掩蓋對遺傳學的濃厚興趣, 實驗偷偷進行.
貝利亞夫對犬科動物的演化十分著迷, 所以選擇同屬犬科, 並未馴化過的狗的近親, 銀狐, 為馴化實驗對象. 從1959年起開始展開馴化實驗, 向毛皮農場蒐集130隻狐狸進行馴化, 其效果超出想像. 1962年出生的第二代銀狐, 對人類的攻擊性開始消失; 到第四代的銀狐(於1964年出生), 更會像狗一樣會向人搖尾巴, 被人類撫摸; 到第六代的銀狐(1966年出生), 銀狐已經對人類完全友善. 去到第九代(1969年)的銀狐, 其體型開始變化. 剛出生的銀狐耳朵呈下垂長達三個月, 而毛色有點混雜, 有斑點, 尤其是額頭上有星星花紋. 去到第三十代(1973年), 馴服的狐狸看到人類時尾巴會向上捲以示親近; 到第15代(1975年)後, 脊椎骨變得較野生狐狸短三至六節, 令到尾巴變短較粗. 1972年, 研究人員加入褐鼠及水貂作實驗, 更嘗試馴養水獺, 縱使後來發現飼養水獺困難而放棄, 但也能從褐鼠及水貂身上得出與狐狸一樣的馴化行為.
為了確切分辨出馴化基因, 科學家們同時培育出具攻擊性的狐狸, 把最具攻擊性的進行繁殖. 因這些狐狸攻擊性太強, 不得不由一隻馴化的母狐狸養大, 卻從中證實了一件事: 狐狸對人類的反應是出自先天多於後天, 而遺傳則改變動物對人的反應.
不過, 要確定那些是馴化的基因, 卻一點不容易. 研究人員要從動物身上分別出友善與敵意基因, 可是這兩種行為卻與普通行為特徵, 包括恐懼, 勇氣, 好奇, 興奮等性情混雜著, 需要逐一分辨. 因此, 科學家用直接的方法, 先測量狐狸的不同姿態, 聲音及其行為進行量化評估, 再從馴化了的狐理和從攻擊性狐狸抽取血液樣本, 分析其DNA.

星期日, 11月 20, 2011

進化論十一: 祖先的道路.智人 (下)

德國慕尼黑大學的基因學家從一個4萬年前的尼安德塔人化石裡提取了一個378個字母的微小粒腺體基因樣本碎片. 小粒腺體基因是每個主基因碼細胞的一種短基因附加物. 當科學家們解讀那些字母時, 發現了其樣本與現存人類的差異早在現代人從非洲遷徙出來之前已是不同的系譜, 雖然現代人與尼安德塔人是同一個祖先演化出來.
人類學家推測尼安德塔人與現代人源於同一個祖先, 其後進行遷徙, 遷徙到地中海以北的祖先成為了後來的尼安德塔人, 而到地中海以南生活的, 則變成了現代人. 人族從地理上分支出這兩個系譜, 所以從現代我們的基因裡絲毫找不到尼安德塔人基因的痕跡. 有學者認為大約4萬年前歐洲的一場基因突變, 令到尼安德塔人被現代人所取代, 而突變的地方, 可能是和語言發展有關. 加上比較能做出更精細的工具, 以致尼安德塔人衰落而消失. 從埃爾西德隆的尼安德塔人化石所含的DNA樣本最為完整, 塑造出尼安德塔人是擁有紅頭髮和白色有點點雀斑的皮膚, 可是紅頭髮的基因卻和現代人紅頭髮的基因不同, 亦間接暗示出尼安德塔人與現代人的不同.
當然, 尼安德塔人的消失, 並不只有上述的主張. 1979年, 考古學家在法國西南部的聖塞賽爾(Saint-Cesaive)發掘了一具尼安德塔人晚期時代的化石. 伴隨著那具化石的是一般我們認為現代人才有能力製造的裝飾品------有孔的動物牙齒和象牙環. 到了1996年, 亦在法國的亞西蘇居爾(Arcy-sur-Cure)處的某一個洞穴, 也有同樣發現. 近幾年, 學者在所處法國某一個名叫佩許德拉杰(Pech del Aze)裡發現了二氧化錳, 研究分析顯示尼安德塔人很早便會用顏料裝飾身體, 亦即是原始的現代人行為. 由此有學者認為尼安德塔人和現代人行為大抵相同, 加上在葡萄牙拉加維爾(Lagar Velho)發現有2萬4500年的幼童化石, 及羅馬尼亞的穆耶里(Muierii)發現一塊有3萬2000年的顱骨, 認為兩族群可能有雜交過, 縱使非常罕見, 又沒有相關化石做佐證.
從尼安德塔人的化石裡, 科學家從牙齒找到更多尼安德塔人成長階段的證據. 從法國西南部穆斯持(Le Moustier)出土的尼安德塔青少年, 還有另一個生於7萬5000至4萬年前, 被稱為拉奇納顱骨(La Qnina)的尼安德塔青年; 在克羅埃西亞(Croatia)的克拉皮納(Krapina)出土兩塊生於13萬至12萬年前的尼安德塔青年, 加上兩個有9萬年, 出土於以色列卡夫澤(Qafzeh)的現代人樣本, 可見尼安德塔人的青春期比現代人早了幾年, 意味著尼安德塔人社會結構模式及認知能力可能與現代人不同.
牙齒其實與樹木一樣有年輪, 保存了一個人的出生到青春期直至停止成長為止. 為了在高緯度的較冷天氣生存, 尼安德塔人以中大型哺乳類動物為主食, 好似馬, 鹿, 野牛等, 亦即是以狩獵為主, 採集為副的生活模式. 換句話說, 為了生存, 可能整個尼安德塔族群, 包括婦女及孩童都要加入這危險的工作, 從不同地方出土的尼安德塔人化石上明顯骨折癒合的痕跡可見.
那為何尼安德塔人會消失? 從冰蕊資料可知, 在約3萬年前到約1萬8000年前之間為地球最後一次大冰期. 當時地球變動得很強烈, 突如其來的變動, 令尼安德塔人賴以為生的動物減少, 不得不遷移到更南的地方棲身. 在直布羅陀一帶的洞穴, 發現了尼安德塔人的石製器具, 還有松子灰及爐床. 用放射性碳素定年法判斷出這些是2萬8000年前的灰燼, 亦即是尼安德塔人最後生存蹤跡. 學者初步認為尼安德塔人消失在天氣驟變之下, 認為尼安德塔人沒有如現代人一樣從狩獵模式轉變到農業模式所致. 姑勿論消失的真相是什麼, 尼安德塔人在人族地位也是舉足輕重的.

星期日, 11月 06, 2011

進化論十一: 祖先的道路.智人 (上)

在200萬年出現的人族物種, 並不只有源泉南猿, 同時間還有出現其他的物種. 最出名的是東非出土的巧人, 意指是能製作工具的人. 接著是100萬年前的直立人, 有著容量大的腦袋, 體型也較大. 最後便是發展到我們今日的人族, 智人. 與智人同期, 還有另一個出名的人族物種, 分佈於歐洲及中東各地.
1856年8月, 在德國杜塞爾多夫東方約13公里處的尼安德谷(Neander Valley)某個石灰岩洞內, 被開採工人發現了一個顱蓋和一些四肢的骨頭, 尼安德塔人(Neanderthal)之名由此而來. 從突出的頭骨及粗壯的四肢, 被學者們灌以穴居野人的稱號. 直至1994年3月, 在西班牙北部阿斯圖里亞斯省(Asturies)一個洞穴群, 埃爾西德隆(El Sidron), 發現兩塊人類頷骨. 起初人們以為這是當年西班牙內戰時期留下的骸骨, 當地警方接手調查, 把大約140塊骨頭挖出來, 經過國家法醫病理學會花了六年時間研究後, 確定那些骸骨是一班生活在4萬3000年前的尼安德塔人化石.
從2000年起, 從埃爾西德隆, 又叫骨頭岩洞, 處發掘了至少1500塊化石碎片, 組成了五個成人, 兩個青年, 兩個兒童. 從所有人的牙齒都呈現營養不良的跡象, 這是由於尼安德塔人以打獵為生的遊蕩人種, 縱使尼安德塔人主宰歐洲及亞洲大陸約20萬年, 活動範圍遍及整個歐洲每個角落, 南到地中海直布羅陀海峽至希臘與伊拉克, 北達俄羅斯, 西到英國, 東面到達蒙古這樣廣闊, 但據科學家們估計, 其人數可能從沒多過1萬5000人. 在骨頭岩洞找到的化石年份可證, 當時歐洲氣候開始轉冷, 尼安德塔人展開了遷徙旅程.
從25萬至4萬5000年前時期, 雄踞大片土地的人種, 因不堪嚴寒天氣, 為生存而展開流徙, 到伊比利半島(Iberia), 地中海南岸及中歐某些孤島. 後來現代人從非洲進入當年尼安德塔人活躍的歐洲地區, 漸漸地尼安德塔人被淘汰, 到2萬8000年前尼安德塔人種完全消失, 其消失的原因令學者們耐人尋味. 而骨頭岩洞所發現的化石, 道出了一個尼安德塔人的悲劇.
從岩洞中所發現的化石顯示, 這九個尼安德塔人死的時候相距不出數天, 死因是被猛擊腦部致死, 再加上骨頭上有石器切割的痕跡, 證明那九個尼安德塔人是被吃掉的. 究竟是因為飢荒, 還是某些其他原因, 導致這樣的悲劇發生? 有待科學家們繼續研究.
從已有的化石結構可見, 尼安德塔人擁有巨大的胸膛及肌肉. 為了適應當時歐洲的氣候, 尼安德塔人有容量大的肺, 估計雄性的尼安德塔人需要至少5000卡路里的熱量. 頭部的顱骨比人類長而扁, 眉骨較大, 前額向後傾斜, 整個面部比人類更突出. 四肢較短但很有力, 下盤盤骨比人類更寬闊. 從基因學角度來看, 尼安德塔人與人類的接近度比比猩猩更高. 可讀的尼安德塔人基因字母大約有7000萬個, 佔全部的基因約2%. 科學家發現現代人與尼安德塔人的基因差別少於0.5%, 比起猩猩98.7%基因與人類相同的接近度更接近.
從歐洲各處出土的尼安德塔人所用的工具也可見其智慧與現代人差別甚少, 縱使比歐洲活躍的現代人粗糙, 但卻與非洲和中東生活的現代人不相伯仲. 去到這裡, 讓人不其然地問, 究竟現代人與尼安德塔人可曾有雜交? 以邏輯推論, 現代人與尼安德塔人相似度超過99.5%, 而且曾並存於歐洲大陸一段時間, 理應有接觸過. 但點點的差距, 卻有如鴻溝之遠, 在70萬年前, 尼安德塔人與現代人的基因己分道揚鑣, 分開了兩個截然不同的系譜.

星期三, 10月 05, 2011

進化論十: 祖先的道路.蛻變

馬拉帕(Malapa), 表面上是一片草原, 其實暗藏陷阱. 200萬年前, 此地佈滿地下洞穴, 雨季時被填滿, 形成地面湧泉, 吸引不同動物來此喝水. 到乾旱時, 地面湧泉的水位下降, 動物不得不更深入喝水, 因而失足跌落那些暗藏陷阱, 石洞的垂直通道, 變成動物們的墓地. 而石洞裡的沈積物, 把這些屍體沒埋, 經過百多萬年後, 石洞變淺了, 縱使還是相當陡峭險惡, 屍體則變成了化石. 其中有著科學家追求人類與猿屬的過度物種, 令人類演化的拼圖更完整.
坑洞在南非約翰尼斯堡西北方的馬拉帕, 兩地相距45公里. 2010年, 科學家們在這坑洞中掘出一名十二三歲的少年和成年女性的骨骼化石, 並於4月宣布了這項發現. 這個稱為馬拉帕遺址的地方, 早在1900年代初期就聲名遠播. 當年已在這裡發現了非洲南猿化石, 被譽為人類的搖藍. 而這兩副化石, 更解開了人類演化的重要部份: 跟人類相似得足以歸納為人屬的物種.
源泉南猿(Australopithecus Sediba), 這是4月宣布了這個發現而命名的新物種. 科學家們指出了各六個與南人猿人及與人屬動物相似的特徵, 以證明牠就是人屬與南猿的過度種. 從源泉南猿身上, 可以看到容量小的腦袋, 長且高的面頰骨, 有原始的臼齒及腳踵骨, 上肢長但身體較小的南猿特徵. 另一方面, 又看到和人相似的腦前側, 突出的鼻子, 臀部下部及牙齒. 其腳發展得較長, 而手的抓握力更精確, 亦因為其抓握力的精準, 源泉南猿已懂得製造簡單工具的能力. 這不是空穴來風, 因為在馬拉帕發現的成年女性化石及年輕少年化石是手牽手的, 其手指能互相觸碰, 換句話說, 牠們有可能是近親, 從中間接看到其演化出更精細能力的可能.
當然, 這宣佈並不會無人挑戰, 有些學者認為他們太早下定論, 只因馬拉帕遺址裡還有至少四幅遺骸在這裡. 這幾副遺骸的死亡時間相距最長不過幾週, 從已掘出來的化石有高處墮下的骨折損傷可見他們有可能是跌死的, 又可見牠們彼此是族群或有血緣關係. 牠們死後, 被水沖入更深的地方, 被厚厚的沙和黏土掩蓋, 把其骨骼保存好之餘, 更把一些皮膚組織保存了. 這是一個重大發現, 我們能從這些殘餘組織得知這人族動物(Hominins, 和其他非猿類靈長類動物的統稱)或稱人科動物(Hominid, 較老的名詞)對環境變化的反應, 有可能找到這物種的頭皮, 毛髮和汗線分布及結構的資料.
散熱系統的完善對人類來說可謂舉足輕重. 較大的腦部發展, 需要有更好的散熱能力, 而黑猩猩散熱能力較差, 所以牠們大多棲息在森林間. 在200萬年前, 地球環境變得乾燥, 人族動物覓食範圍日漸擴大到大草原處, 分布良好的汗線及體毛有幫人族腦部的隔熱和散熱. 源泉南猿腦部的大小和普通黑猩猩差不多, 有420立方公分, 但在形狀上卻有分別的. 從虛擬高解象分析, 可見源泉南猿的額葉左半面和右半面的腦明顯不對稱, 這是人類的特徵之一. 為了語言的處理, 人類左半腦較發達, 源泉南猿也有這項特徵, 縱使只用腦部褶頁去確定牠們接近人類較籠統.
對古人類學家來說, 源泉南猿的發現填補人族動物的演化. 只因過往出土又能納入人屬物種的化石少之又少, 只有在埃塞俄比亞的哈達爾(Hadar)出土的上頷骨, 有著短而寬的牙弓和平坦的鼻子, 年代比源泉南猿還早30萬年; 還有在馬拉威(Republic of Malani, 非洲內陸國家)出土可能來自10萬年前的下領骨. 姑勿論這些零星碎片有多大價值, 源泉南猿是最接近直立人及智人的祖先的論證暫時最有說服力, 真相還在地底下, 等待學者們公諸於世.

星期二, 9月 13, 2011

看破放下(12/9)

中秋節前後九月. 過生日後不久, 是今年最不開心, 不如意的時期. 壞事接踵而至, 孤獨, 悲哀, 憤怒, 怨恨等負面情緒雜陳, 一時也難以排解. 幸好, 在迎月之夜, 聽過網上電台節目後, 負情緒終得到釋放.
南北朝時期的興林國國王妙庄王, 生有三個女兒, 三女叫妙善, 自小禪修, 十六歲那年因不肯下嫁給宰相之子而漏夜出宮, 獨怒了妙庄王, 下令火燒白雀庵, 把五百名尼姑活活燒死. 妙善痛苦非常, 感動太白金星化身猛虎送她到蒼岩山. 妙善潛心修佛, 修成正果. 適逢妙庄王因火燒庵寺, 母親被氣病, 自身也患上人面瘡怪病, 妙善不計前惡, 獻手及眼做藥引把妙庄王醫好. 妙庄王為了感激妙善本將封為全手全眼, 卻錯說成千手千眼, 妙善顯身化成千手千眼法相, 亦即是千手千眼觀音菩薩.
聽到這裡, 鼻子酸酸的. 只因自身之苦與觀音得道之苦, 連滄海裡的一粟也不如; 觀音為的是別人之苦, 比起我個人之苦, 何其宏大; 最令我慚愧的是這些苦, 只是自我加諸身上之苦, 比起觀音面對的苦, 我的苦根本微不足道, 只是自找煩惱, 什麼也不是! 見到觀自在的神聖, 廣大, 我的苦也盡散九霄.
老實說, 早在兩年前, 已接觸過偉大的菩薩, 只是當時覺得祂走在死者空間, 對於活著的人並無關係的愚昧想法而沒有重視. 回想起來, 自己何等無知! 能道盡眾生之苦, 又許下盡道地獄苦魂之大願的菩薩, 所受之苦, 無法想像. 現在想到祂的法號, 愧疚之淚凝滿眶------地藏王菩薩
沒錯! 正如耶穌基督上山變臉一樣, 我們看到的, 並不是真實的. 一切皆空, 皆無, 我們不需要, 亦無必要被七情六慾所苦. 只要我們擁抱煩惱, 一切自在消遙. 活在當下, 接受所有, 沒有好惡, 就是自在.

“嫦娥應悔偷靈藥, 碧海青天夜夜心.”

嫦娥奔月的故事, 在民間有多個版本, 最廣為相信的內容是在遠古時代的射日英雄后羿娶了嫦娥成為帝王, 可是愈來愈暴戾成了暴君. 一天, 后羿從王母娘娘的手中求得一包不死藥, 只要吃了就能成仙升天. 嫦娥知道後就把不死藥全部吞下, 變成了仙女飛登月宮. 嫦娥成仙後 百姓們紛紛向月擺設香案, 向嫦娥祈求平安吉祥, 中秋節由此而來.
嫦娥奔月的故事, 最早記載於<淮南子>一書中. 而<淮南子>一書成書時大概在公元前140年, 那麼, 這故事已流傳了2151年, 換句話說, 嫦娥孤獨地在月宮己有2151年. 相比之下, 自懂事以來到現在, 孤獨的我時間也不過十年多一點, 未免太過渺小. 歷經二千多年, 看盡人間過節的喜悅, 反觀自己形單影隻, 這種痛苦, 也不是凡人的我所能體會. 那我的苦算是什麼呢? 也許孤獨是命宮太陰星者所要面對的宿命, 而我欣然接受.

今借太陰星君之名, 許下大願, 祈求天下間所有苦難之人得到解脫, 幸福快樂.

這是我中秋願望.

星期五, 9月 09, 2011

磨合.感恩.自覺(9/9)

婚姻是兩個人的問題, 但與男家或女家親人同住就另一回事. 越來越感覺到某人妻子脾氣很大, 動不動就板著臉生起氣來, 令人難以忍受. 在經濟上, 他們沒有對家庭分毫付出, 管理費, 差餉, 電費, 水費, 煤氣費等等都不用付錢, 更何況家用呢. 家裡亂七八糟, 被他們的東西充斥四週也不好好整理, 家務更是屈指可數; 一句:”不是我弄出來的.”, 就將用過的碗堆積如山, 片地塵埃而視若無睹; 最令人不滿的可說是把脾氣胡亂發洩到別人身上, 連最基本對人的尊重也沒有.
年輕一代的年青人婚姻心態和自私真是無以復加, 沒本事買樓就算了, 奶奶挽留他們住, 又讓出主人房及家具給他們, 可是他們像是理所當然般, 一句多謝也沒有, 還對那些傢俱諸多挑剔. 只是住屋邨還要扮高尚, 吃飯時對飯菜批評多多, 又放縱不羈到處吃喝玩樂, 完全不善理財, 何來有錢置業?
與親戚同住, 就是家人, 如同坐在同一條船, 應同舟共濟, 群策群力. 但現實是家務不做, 時常要別人善後, 就連基本禮貌也沒有, 愛理不理, 何其惡劣! 不要自命不凡! 你什麼也不是!! 嚴格來說你只是一個寄人籬下白吃白喝的米蟲!!!
另外一對新人, 結婚不足一年, 可是丈夫總是愛對著妻子發火, 更有肢體暴力發生, 踢房門, 打睡床, 弄至自己受傷也在所不惜. 妻子承受著巨大壓力, 需要心理輔導.
先表明自己的立場是偏向女方的. 這是因為中國習俗, 為妻子嫁雞隨雞, 嫁狗隨狗. 女方離開娘家, 不論環境好壞, 丈夫待她不好也要忍氣吞聲, 不會讓父母擔心. 但並不表示就可以肆意妄為, 目中無人. 這已經不是為妻者賢淑不賢淑, 而是最基本尊重別人的禮貌也沒有. 而對後者的一對新人, 也承認妻子是我們一生中最重要的人, 陪伴大半生只靠無形的關係到終的奇蹟, 所以我們更應該愛護珍惜, 在妻子面前展現真性情無可厚非, 但並非一定要用極端手法去排解, 為什麼不好好控制自己的情緒, 將負面思想好好處理呢?
男女婚姻是建基於現實與理想上, 是愛情發展至極的表現. 老實說, 其實身邊也不乏模範的夫妻. 好似以前在空運貨站工作時遇到的一位嬸嬸, 家有三子女, 生活貧窮, 但很快樂. 最記得她曾說過: “兩公婆一起捱窮不緊要, 最緊要開開心心!” 這說話一直牢記我心.
另一位就是我同事夫婦. 他們婚宴我也有出席, 從同事朋友(亦是我的同事)口中得知, 他們從沒吵架, 妻子的沒有脾氣, 丈夫亦非常愛妻子, 兩人相處十分甜蜜. 和他閒談時他也承認自拍拖, 到結婚, 生孩子也吵不到十次架, 就連他最近一次的吵架也記不起是何時.
看到他們, 讓我深深體會到, 夫妻生活是幸福與否都是在他們自己的手中, 一切事在人為而已. 你是真心愛她/他的話, 會忍心這樣對待她/他及她/他的家人嗎?
以我愛情經驗尚淺的人去質問, 未免沒有說服力. 對我來說婚姻真的是很遙遠的事情, 一切好像我可掌握又伸手不及的東西. 也許今年不用上學, 餘閒時間多了, 開始想找個伴侶, 可惜挫敗居多. 看來時間上並未配合, 而且自身能力不足, 看來餘下時間要好好學習與人相處. 今年生日願望將是找個好女友, 一個能一生一世的女人!

星期三, 8月 31, 2011

進化論九: 祖先的道路.人族的演化

南猿(Australopith)時期的分類早在1974年的衣索比亞就已發現, 她是一位女性, 被命名為露西(Lucy), 一位生於320萬年前的女性. 2000年12月10日, 學者們發掘了現今世上最完整的阿法南猿(Australopithecus afarensis)女性孩童化石, 廸吉卡嬰孩. 位於阿法爾盆地滿佈塵土的斜坡上, 看到一個細小的嬰孩頭骨, 如猴子的臉般大, 有著平滑的額及短小的犬齒, 學者們一看便知道是人族的頭骨. 其後經過五年仔細的挖掘出來後, 得到了幾節手指, 一隻腳和一整副軀幹. 加上之前出土, 編號阿法爾區444-2的男性殘碎骸骨及露西這個女性骨骼後, 把阿法南猿基本地刻畫出來.
一副和哈密瓜這麼大的化石, 充滿著人族演化的痕跡: 為了發展較大的腦袋, 開始有漫長哺育的童年期. 經過鑑證, 嬰孩是在哺乳時便去世. 她出生在廸吉卡的地區, 阿瓦士河環繞而過, 對著東非大裂谷中的哈達爾遺址, 亦即是人族化石的出土地. 這裡天氣酷熱, 雨季時常常泛濫. 蚊患流行, 棲身在這裡關係緊張的種族之間不時爆發槍戰, 令考古幾經中斷(考古學家們每次到那裡或其他地方進行發挖掘時, 都要在當地警察護送下和那裡的部落打個招呼才能進行).
廸吉卡嬰孩帶給我們許多的演化資料. 首先是整副乳齒和還未生長的恆齒; 其次是完整的肋骨結構, 順著脊椎排列; 第三是一隻呈握著的手指. 但最重要都是那副骨喉部裡的舌骨, 這塊骨對人類語言發展能力至關重要, 這是早期人類喉部演化的情形. 最有意思的是廸吉卡嬰孩上半身跟露西一樣, 擁有扁平的鼻子, 臉孔前凸, 腦部較小, 加上彎曲的指骨和肩胛骨, 都和猿類基本相同. 可是廸吉卡嬰孩卻有跟人類似的下身, 其腰部以下, 尤其是膝部和小小的膝蓋骨, 都與人類長度相似.
廸吉卡嬰孩把人類祖先出現時間推前了數萬百年, 而隨著南猿足部的演化, 已不能像黑猩猩一樣用拇指或腳趾攀爬樹枝以換取支撐身體並直立前進. 為了助長大腦發育, 南猿幼兒需要父母的時間經已變長, 其腦部與幼黑猩猩無異, 只有約330立方公分, 可見幼嬰大腦發育與猩猩差不多, 要到其成年腦部才比黑猩猩大. 因腦部的發展時間拉長了, 幼南猿哺育時期亦長了, 令到母南猿難以覓食, 不得不依賴配偶或群族, 間接發展社會. 母親在照料嬰孩時所用的聲音, 更可能就是語言的由來, 盡管這只是學者們的臆測.
演化出更大的腦部不是免費午餐, 腦部變大消耗的熱量也相應變大, 廸吉卡嬰孩所處之時, 已經有肉類用以取得更多營養, 尤其是蛋白質, 比起露西以食素為主更豐富. 廸吉卡嬰孩的發現, 呼應了1996年發現年代有250萬年的南猿, 更有補完性.
1996年發掘的羚羊, 馬和其他動物的骸骨上有石器切割的痕跡, 這是最早發現人族能用工具的線索. 在動物骸骨不遠處, 發現了一根股骨, 臂骨和下頷骨, 其中股骨比較長, 是人類的特徵, 但臂骨則像猿類. 這次發現把人科動物歸納出兩個支系. 一個是臼齒愈來愈小, 身材變得纖巧, 腦部愈來愈大, 最後演化成智人. 另一個支系則是專吃植物和堅硬食物, 所以有巨大的頷部肌及臼齒, 但顱骨卻有人類的特徵, 和典型南猿大小的450立方公分顱腔, 也是兩腳走路的猿類, 名為驚奇南猿(Australopithecus garhi).
加上在1994年在沃德蓋比爾出土的頷骨和早前在肯亞發現的化石, 即是後來被命名的湖濱南猿(Australopithecus anamensis); 其後在阿薩伊西(Asa Issie, 位於衣索比亞)發現的脛骨和大腿骨來看, 湖濱南猿是兩足動物, 有418萬年歷史, 如此這般, 將整個南猿屬排列出來. 由湖濱南猿, 到阿法南猿, 即露西及廸吉卡嬰孩所屬, 最後到驚奇南猿.

星期四, 8月 18, 2011

進化論八: 祖先的道路.最古之人

東非大裂谷(Great Rift Valley), 位於非洲東部, 由努比亞板塊(Unbia Plate)和索馬里板塊(Somalie Plate)向外移動而成. 裂谷覆蓋多個國家, 包括努比亞(Unbia), 衣索比亞(Ethiopia, 即埃塞俄比亞), 索馬里, 肯亞, 烏干達(Uganda)等等. 從大約3000萬至2500萬年曾發生斷層作用, 上升作用, 孕育出阿法爾盆地(Afar Basin). 經過長年侵蝕這個由沈積岩所構成的地方, 把我們祖先的化石再次展露出來.
阿拉伯板塊與非洲分離, 熔岩大量流出, 將那裡的氾濫平原覆蓋了. 這些沈積物就在玄武岩為基上不斷累積出來. 其中有火山噴發出來累積而成的灰成岩岩層. 斷層作用形成阿法爾盆地. 因盆地陷入了兩影區處, 那裡植物稀疏, 又因陽光猛烈, 形成半沙漠狀態. 這個龐大的沈積岩山谷, 中阿瓦士(Middle Awash)山谷, 富藏520萬年前被火山的熔岩淹蓋的玄武岩層裡埋著人類和現代猿類的共祖. 分屬14個時期的地層藏著人族進化的秘密.
1990年代早期, 一隊考古學團隊已在中阿瓦士及布里半島(Bouri Peninsula)的赫托(Herto)進行挖掘. 1992年, 東京大學某位人類學家, 發現一顆臼齒. 幾日後發掘了一塊兒童的頷骨, 上面也有一顆牙齒, 這些化石和人科兒童牙齒都不同. 翌年, 團隊在依索比亞的阿拉米斯(Aramis)西方發掘了大量人科牙齒及臂骨. 同時, 又發掘了不少動物的化石, 包括哺乳類動物, 猴子和羚羊等. 這些化石推翻了科學家一直認為我們的祖先離開了森林生活後才直立走路的假設. 這個新的人科發現被名為始祖地猿(Ardipithecus ramidus), 至少有440萬年歷史.
1994年, 團隊再到該地, 找到更多的手骨, 腳骨, 脛骨, 顱骨和盆骨等化石, 並運回衣索比亞國家博物館. 1995年, 請了一位解剖學家來考察這一副女性化石, 她為現時最古老的人類始祖化石, 雅蒂(Ardi). 雅蒂既有猿類的特徵, 又有人類獨有的地方, 至少有20幾個明顯的特徵. 就以腳為例, 她擁有四隻平排的腳指, 能和人一樣直立走路, 也有一隻向外彎的大腳趾用以爬上樹枝. 另外, 雅蒂的手和手指都很長, 而且很易彎曲, 可以沿著樹林間遊走.
若學者假設雅蒂是直立行走是正確的話, 對我們對人類演化上的理解將會完全不同. 我們對人類演化史將會更長, 更早出現像猿屬的行為. 不過, 不是所有學者也認同這個看法. 有學者認為在2300萬年至500萬年間, 各大陸的猿類動物都有極大的差異, 因此認為雅蒂只是其中之一, 與人族並無關係. 關鍵是雅蒂為何要用兩腳走路? 對於這個問題, 有學者提出了討論性高的解釋, 就是性擇.
從中阿瓦士出土的21個不同性別及個體的犬齒, 其體積與人科動物的牙齒相約. 犬齒在猿類身上是用來與其他雄性打鬥的武器, 以爭奪雌性交配的權利. 雄性始祖地猿是以提供雌性高蛋白質及脂肪的食物以維持關係. 為了得到更多的食物, 雄性必須進化至兩腳行動. 而雅蒂確實和現代的猩猩不一樣, 亦即是人類和猿類有著共同的祖先, 之後各走他方, 朝著不同譜系發展.
雅蒂的發現讓學者把人類的演化方為三個階段, 可是這個界線未免太過粗糙, 只是為了方便分類. 第一階段就是始祖地猿, 一隻兩足動物, 生活在樹林之中, 其活動範圍只在非洲東部. 最大特徵就是變小的犬齒. 接著就是200多萬年到400萬年前的南猿時期. 南猿時期已演化為兩足行走的動物, 縱使腦部體積還小. 而活動範圍已遍佈整個非洲. 其特徵是走路身體會傾斜, 有巨大的臼齒. 不過, 由於到現在還沒有始祖地猿及南猿之間過度的猿人, 因此還未肯定南猿是否由地猿演化過來.
阿瓦士谷, 可說是人類演化線索的寶藏. 學者們還能找到零散的化石, 年代可追溯到580萬年前. 姑勿論日後能否還有年代更老的人族物種出土, 始祖地猿是人類和黑猩猩最後一個共祖, 接著分道揚鑣各自發展. 也許不久將來能找出從地猿時期到南猿時期的演化關係, 繼往開來的造就第三階段直立人的面世也會可能.

星期六, 8月 06, 2011

進化論七: 靜態默動者的至極演化(下)

達爾文除了對蘭花著迷之外, 對某種植物都十分有興趣. 曾寫過跟物種起源比, 他更關心茅膏菜. 這是一種球狀而頂端有像露珠的葉子的植物. 達爾文把蒼蠅放在茅膏菜的葉子上, 葉子很快便合上. 接著, 達爾文把生肉和蛋黃作同樣的嘗試, 卻沒有反應, 這是令他驚訝的原因. 經過一番研究, 並擴展到其他和茅膏菜同類的物種, 把他的觀察紀錄及實驗結果寫成《食蟲植物》一書, 於1875年出版.
食蟲植物是另一種演化至極的生物, 集速度, 力學, 設計及氣味於一身. 達爾文在《食蟲植物》書中對捕蠅草有細膩的描寫: 鮮紅色長得像花的東西, 傳出花蜜的香味, 吸引昆蟲停留在像花的東西上. 當昆蟲吸了一啖花蜜後, 究然間這個像花的東西緊緊閉合起來, 其敏捷度和力量, 令人讚嘆. 捕蠅草以十分之一秒的速度合上葉子. 合上葉子後, 捕蠅草會分泌出分解獵物的酶進行消化. 而鋸齒形的葉子猶如籠子般困著獵物以防逃脫. 經過一個星期多些後葉子會打開, 等候另一隻獵物.
現代生物學家能夠利用細胞與DNA的科技去解釋食蟲植物如何狩獵, 用餐以及消化. 當獵物走到捕蠅草的葉子上時, 會刺激到葉子上微小的細毛產生電荷, 令電荷在葉子的組織內升高. 當獵物觸動到第二條細毛後, 令到葉子內的電荷進一步升高, 令葉子突然合上.
另一種食蟲植物, 狸藻則以吸入式陷阱來狩獵. 這種水生植物的根部佈滿像氣球的陷阱, 細小的氣泡把水擠出去, 以一個瓣閥封著陷阱口, 防止水流入並降低壓力. 當獵物觸碰了陷阱的觸鬚, 就會把陷阱打開, 連水一起把動物捕捉進去, 從五百分之一秒間, 瓣閥再次關上把獵物困著. 同時, 陷阱壁裡的腺體會排出水並且消化昆蟲, 吸取其養分.
美國麻省中部的森林裡的沼澤, 繁殖著另一種食蟲植物------豬籠草. 這種草的葉子呈一個有蓋的花瓶, 長達三分之一公尺, 足以捕捉青蛙, 甚至老鼠. 葉子內壁擁有蠟質, 用以保護葉子不被自己從消化腺分秘的消化液浸蝕, 亦令昆蟲容易滑入消化液中. 有蓋的葉子口上佈滿花蜜, 當昆蟲吸食花蜜時, 牠便被滑滑的葉口滑倒跌入葉子中, 這些黏性的消化液把昆蟲緊緊黏著, 令其掙扎力盡溺斃其中.
食蟲植物腺體所產生的酶, 其強度足以消化昆蟲堅硬的身體以吸取養分. 不過, 也有借外力以助消化的食蟲植物. 生在北美洲酸沼及劣質土裡的紫瓶子, 瓶子狀的葉子裡還滋生著其他生物, 孑孓, 細菌等, 用以把獵物消化, 最後由紫瓶子吸收, 這是植物學家所說的反饋迴路.
環境使然, 令到植物喜愛吃肉. 大多食蟲植物都生長在貧瘠土地或酸度極高的沼澤處. 那些地方缺乏植物所需的氮和磷, 為了補充養分, 植物演化出食肉功能. 可是演化成以便捕捉動物的同時, 牠們對光合作用並沒有效率, 這是天擇的代價. 比較肉食植物與其他植物的DNA, 學者們發現牠們都是遠親. 在不同的情況下獨立而成的物種, 卻有著幾乎長得一樣的外形, 出自不同的始祖. 好似熱帶豬籠草屬植物與北美瓶子草屬植物, 都是以瓶狀葉子捕捉獵物, 但卻不是同祖.
另一個發現, 是植物都是從簡單的捕捉技巧發展到複雜的捕獵系統. 好似捕蠅草及蠅葉草, 牠們從共同祖先演化過來, 但蠅葉草只是簡單的被動式陷阱. 而捕蠅草己發展到會捲起葉子牢牢捉著獵物的精良版本. 姑勿論那種食蟲植物, 為了在惡劣環境能壯茁成長, 捕獵昆蟲為補充養分, 這是演化的奇妙之處, 亦是我們望塵莫及的地方.

星期六, 7月 30, 2011

進化論七: 靜態默動者的至極演化(中)

有種植物, 過去8000萬年來雄霸整個地球, 從澳洲沙漠到中美洲的霧林, 生存在森林林冠間到地下, 處在遍遠的山上到我們的住所, 都見其身影. 這種開花植物, 擁有2萬5000種類, 其多樣化為植物之冠, 牠就是蘭花.
達爾文對蘭花十分著迷, 原因是其授分策略耐人尋味, 牠集高明, 複雜, 欺詐於一身. 其操縱我們這些所謂高智慧動物的手法, 更冠絕自然界. 從《物種原始》出版後不久, 達爾文緊接出版了《蘭花的傳粉》一書, 說明其植物的構造和特徵都具有繁衍上的功能, 極為美完地呈現出對棲地的適應, 為達爾文的演化論更詳細展示出來. 他大膽的解釋為什麼在馬達加斯加的大慧星蘭會在其長長的花尾端部分, 只分泌一滴花蜜, 進而推測有某種擁有長長的舌頭的蛾存在. 這種神奇的生物在達爾文去世幾十年之後, 由當時的昆蟲學家發現一種舌頭有30公分長的天蛾, 證明達爾文的理論是正確的.
蘭花能有如此地位, 除了迷倒眾生的多變顏色外, 還有其發展致極的授粉絕招: 欺詐. 大部份蘭花都會用花蜜回饋傳播者, 但有三分之一的蘭花卻演化出在視覺上, 嗅覺上, 觸感上, 甚至三種都有的騙詐方法, 去欺騙授粉者以省去花蜜. 牠們會生長出和其他會製造花蜜的花一樣的外表去吸引蜜蜂來採蜜, 當然蜜蜂並不會採到任何花蜜. 某種龍蘭花的花香是黴菌味, 腐肉味, 甚至是貓尿或嬰兒尿味, 用以吸引蚋蟲(一種像蜜蜂, 但體型細小的飛蟲, 以吸取血液為生)來授粉. 有些蘭花會長得像一個蟲穴或孵化房的花形, 吸引昆蟲當件藏身地; 更有的長得像飛行中的雄蜂, 讓另一隻真正的雄蜂為地盤打鬥, 從中傳粉.
欺騙發展之至極, 就是以性誘騙授粉的蘭花. 當年達爾文也發現不了蘭花這手法, 只是對蜂蘭花朵長得和蜜蜂很相似感到疑惑. 到了1916年才被人發現這種”假交合”授粉. 蜂蘭, 又稱為妓女蘭, 生在義大利西岸向海190公里處的薩丁尼亞島. 蜂蘭引誘的對象就是雄性熊蜂, 蜂蘭模仿雌蜂的外形及氣味生長, 讓雄性熊蜂與這隻假雌蜂交合, 從中觸碰蜂蘭的花蕊. 這時蜂蘭裡的兩個黃色花粉囊袋把快乾的物質黏上這隻發覺上當而沮喪的雄蜂身上從中把花粉傳播開來, 可憐那隻雄蜂並沒有得到任何回報, 就連花蜜也沒有.
澳洲隱柱蘭亦是性欺騙吸引瘤姬蜂交歡的例子. 隱柱蘭會釋放出與雌性瘤姬蜂類似的氣味, 雄性瘤姬蜂被吸引後停留在舌狀花瓣上, 其腹部會刺進花朵內部, 花粉就會秥在瘤姬蜂的後部, 染成黃色. 而這行為已到了更變態的領域------在翻雲覆雨中達至高潮, 把精液射到花上! 瘤姬蜂有一個特質, 就算沒有雄性的精子也能繁殖後代, 精子作用只是用作平衡雌雄瘤姬蜂的比例, 但沒有雄性精子, 就只會出生雄性瘤姬蜂. 換言之, 隱柱蘭吸引雄性瘤姬蜂的射精, 令到雌性瘤姬蜂得到精子機會減少, 進而繁殖更多的雄性瘤姬蜂以助繁殖, 隱柱蘭因此而獲得更多傳播花粉機會, 這就是隱性蘭真正目的, 對授粉者的選擇, 並控制其性別及數量從中令自己得益, 其手法之高令人嘆為觀止.
蘭花打破了傳粉及授粉者互助互利的傳統. 授粉對象為牠們工作後卻得不到回報帶來了植物學家和演化生物學家的興趣. 對花朵來說, 生產花蜜也要代價. 淘汰以花蜜為本的授粉策略, 其實對花朵有利. 植物學家發現, 沒有花蜜的蘭花授粉者會留得較久, 亦會為找尋花蜜飛得較遠. 對蘭花來說, 近親交配而成的花長出的花朵色彩單調, 而種子質素不高. 如遠親雜交, 就能將不同種的基因交換, 產生出更多元化的後代, 其活力和基因異變會更高, 繁殖出更新的品種.
另一個說法認為, 沒有回報的授粉活動, 對授粉者忠誠度能夠提高. 花蜜對很多動物來說可說是珍饈, 不少動物都覬覦著, 可是那些動物享用過花蜜後, 未必會幫忙傳粉, 所以單以氣味吸引某些物種替其傳粉會更有效. 某程度上, 最大的授粉者可能就是我們人類. 自1818年, 我們就以蘭花製成香水, 作贈送之用. 有了市場, 花農不斷對其進行配種, 產生出不同的品種. 而蘭花的英文字, 來自希臘文睪丸的意思, 因蘭花的球莖有著催情的特質, 也與睪丸不謀而合. 再加入假交合授粉的特性, 可謂名副其實.

得.失(30/7)

辛卯年第一關的考試, 過了. 第二個關便是減肥. 從六月到現在, 扣除雨天的日子共40天, 由80公斤減到68到69公斤左右, 比目標65公斤差一點點, 但也總算是成功. 可是還是對自己的體型不太滿意, 某些部份還是減不去, 尤其是肚皮及下些的部分, 脂肪異常難消! 為此, 個人決定進行第二階段, 亦即是鍛鍊肌肉, 期望讓身體看上更健碩, 更美完.
進化論寫了兩個月. 兩個月已過, 還未進入最重要的部份------人類進化史. 這個月應可把植物這一題目完成, 來著八月會更精彩, 可是資料更多更複雜, 整理要花些時間, 抱歉之餘, 還望讀者們能耐心等待.
完成進化論之後, 個人想以能源為緊接的題目. 近日讀過了關於人口的文章, 得知地球將有70億人, 這意味著我們對糧食, 住屋, 教育, 醫療, 能源等需求將不斷增加. 對於未來能替代現在非再生能源的主角還在競逐, 各種再生能源都有其優點及缺點, 是時候讓讀者們認識多些已知的, 嶄新的和可考量的新能源了. 至於金融危機這一題, 會放在第三輪, 期望今年能完成吧. 就現在進度來估計, 有些難度. 抱歉!
的而且確, 今年交際多了. 人每到十年就會有所轉變, 有位朋友就是這樣, 結婚不了就分手. 亦有一位朋友一直沒有拍拖, 但時機一到就不同凡響. 到現在我還是不明白為什麼女性會這麼想在三十歲前結婚. 三十前和三十後也是這樣過的吧? 沒有不同吧? 縱使生理會有變化, 但心理上開朗根本沒問題. 可是現實就是差天共地. 我承認給至愛一個名分很重要, 但也要看時機, 我想你不會在下大雨時你給人一頂太陽帽吧? 至於另一位朋友, 男女間的選擇無可厚非, 但要我以試試的心態去拍拖這真的做不到. 還是那一句: 不是真的喜歡她, 心總是提不起勁.
可能封閉的太久, 在交朋友時不太順利, 好像欠點什麼, 但又說不出是啥. 社交技巧不好, 導致處處碰壁, 令別人難堪之餘, 又因結果未能如願, 弄得自己也不開心, 看來還是需要時間好好的小心調整一下. 今年留下這個目標, 還有一些時間, 希望可以完成吧.

星期日, 7月 24, 2011

進化論七: 靜態默動者的至極演化(上)

人類發明文字, 有意識, 會使用工具, 發展出文明. 說到這裡, 人們會認為自己是演化至極的奇蹟. 可是和植物相比門也沒有! 試想像你被困在地上, 你怎樣生存? 怎樣保護自己? 甚至, 怎樣繁殖? 而植物卻擅長化學, 精於力學, 設計及色彩, 其操縱動物的能力, 包括我們, 更是所有動物所不能及.
人所共知植物只要有水及陽光就能生存, 可是要繁殖就要借助外力. 遠古的植物要靠水珠結合其雄花蕊和雌花蕊進行繁殖. 3億7500多萬年前, 授粉作用誔生. 某個譜系的植物進化出花粉和種子, 而花粉就是植物的精子. 每個粒子上有兩個通常是金黃色薄壁雄配子, 除了用以保護, 也利於花粉以風中散播. 在時間的演化下, 花粉傳播方法愈來愈多, 有的會變成如氣球般四處飄揚, 有的如炸彈般爆開, 推出花粉粒子.
花粉無非是與卵子結合, 亦即是植物的胚珠, 牠包含了一個卵細胞, 當雌雄結合完成受精作用, 發育成種子. 直至現在有些植物還是用最原始的風送花粉模式, 猶如望天打卦, 憑著點點運氣邂逅胚珠. 及後, 某一系譜演化出以果實保護及以花瓣圍繞種子, 稱為被子植物. 這是較為優良的演化, 胚珠被受保護, 又能吸引動物光顧替其傳送花粉, 而動物更是良好的花粉傳播媒介, 加上有美麗色彩的花朵更受動物歡迎, 花朵演化出不同又美麗的顏色, 更演化出花蜜, 讓植物得以長距離交配, 產生出千變萬化的多元化色彩.
現在地球30萬有花粉的植物, 已發展出各自的花粉類型.不同的花粉演化出獨特的顏色, 形狀和結構, 因應著傳粉者特性變化. 好似以身體光滑的甲蟲為授粉者的植物, 其花粉較有黏性. 如對象是蜜蜂或蒼蠅等的快速飛行為授粉者的植物, 其花粉有剌用以卡在對象身上.當然, 以較大的動物為對象的植物, 其花粉則較大粒.
在巴拿馬裡生長十分旺盛輕木, 巴爾莎木, 就是以大型動物為傳粉對象. 這種喬木木質太脆弱, 其密度只有水的五分之一, 只適合製造小擺設, 冰棒棍. 這種植物生長速度很快, 10到15年就可以長到15至30公尺高, 縱使其樹齡只有30至40歲, 所以造就2歲起就會開花繁殖, 綻放著有淡黃色的花苞, 滿載花粉的雄蕊的五片花瓣, 有足足兩公分花蜜的美麗”高腳杯”花朵. 輕木花是夜開花, 吸引著不少哺乳類, 鳥類, 兩棲類及昆蟲等來大快朵頤. 傳統有個假設, 輕木是透過蝙蝠傳播花粉, 後來經學者考究推翻了, 並指出可能是兩種樹棲型哺乳類動物為主要授粉者: 蜜熊和南美節尾浣熊. 基因顯示牠們是遠親, 而牠們可以說一生都是在樹上出世, 進食, 睡覺, 死亡, 可是人們對牠們的研究少之又少, 只知牠們在夜間活動, 與花蜜在黃昏製造時間相乎. 姑勿論其假設是否屬實, 也可見植物和動物的相互演化過程.
除了巴拿馬這樣獨特的傳粉方式, 其他動物也會間接傳粉. 好似蜂鳥, 負鼠, 猴子, 蜥蝪, 蝙蝠等. 尤其是蝙蝠, 牠們不斷演化出適應不同形狀花朵的口部和舌頭去吸食花蜜, 為美國360種植物傳播花粉.
但說到最廣泛的傳粉者, 非蜜蜂莫屬. 牠們遍佈世界各地, 為族群不停到花間間工作, 間接為花粉傳續後代, 亦為我們帶來了驚人收入. 以美國為例, 就有至少100種農作物要依靠蜜蜂為授粉者. 好似番茄, 其花朵上的花粉需要30倍重力的力道才能甩下花粉(這重力有多強? 一個戰鬥飛行員, 只要在4至6倍的重力下半分鐘便會失去知覺.), 而這工作蜜蜂便勝任了. 據估計, 美國以昆蟲授粉而成的農作物產值每年就有2000億美元. 其中有的更只有蜜蜂才能完成授粉, 除了上述的蕃茄, 還有杏仁, 洋蔥(90%), 向日葵(90%), 苜蓿(60%-70%)等.
昆蟲授粉最早可追溯到1億3000萬年前, 而蒼蠅和甲蟲則是地球上最早的花粉傳播者. 時至今日, 牠們仍然擔當著這個工作. 當然, 傳播花粉數量最高的是蜜蜂, 現今地球上已能辨識出2萬個不同蜂種. 其他的昆蟲還有, 蝴蝶, 蛾, 螞蟻, 蚊子, 蝸牛和蛞蝓走過時的黏液, 也可傳播花粉.

星期六, 7月 16, 2011

進化論六: 傲翔蒼穹的祖先

達爾文曾提出另一個物種演化理論, 到現在科學家們還在研究中, 它就是性擇.這亦是令達爾文頭痛的地方, 這種花俏的顏色或器官特徵, 完全和為生存而變化出的偽裝, 保護色等相反. 他擔心這種無用的魅惑雌性進行交配行為與天擇理論相違背, 更在給友人的書信裡表示孔雀這種累贅的尾毛很噁心. 而說到羽毛, 其演化的奇妙, 也是耐人尋味.
被譽為大自然最優雅的演化發明, 出現時間至少有1億5000萬年. 由單一的空心細絲, 慢慢蛻變成細分的管子, 再蛻變成由羽軸為主細分羽枝, 猶如葉脈的主脈分叉到細脈. 再由羽枝上蛻變成多條小羽枝, 羽毛開始成型. 再由小羽枝上分出無數的小鉤, 形成一條毛茸茸的羽片. 最後, 演變成便於飛行的不對稱羽片. 其結構越來越精細, 越來越平坦, 越來越輕盈.
1861年於德國某採石場, 發現了一隻如烏鴉般大的鳥類化石, 始祖鳥. 牠存活在1億5000萬年前, 已擁有現存鳥類的相似特徵, 但同時在始祖鳥身上發現了爬蟲類的特徵, 包括牙齒, 爪子及有骨的長尾巴. 換句話說, 始祖鳥似乎是鳥類演化過程中的一把鎖匙. 可惜卻找不到其他線索達一個半世紀之久.
那麼, 鳥類從何而來呢? 起先科學家從現代爬蟲類入手, 因為現代不少爬蟲類都棲息在森林的樹冠叢之間, 更有蜥蝪長有像翼的蹼以便飛躍林間, 假如他們身上的鱗片能夠變長, 就能滑翔得更高更遠. 因而假設爬蟲的鱗片不斷伸長擴張, 演化成羽毛, 進而能在空中飛行. 不過, 在1970年間, 有古生物學家發現鳥類和獸腳類的骨骼十分相似, 因此學者認為鳥類演化與獸腳類有關. 可是很多獸腳類都是體型較大, 尤其是後肢, 尾巴既粗且長, 前肢卻十分短小, 因此不少學者對此假設有所懷疑. 但到了1996年, 這假設得到證實.
1996年中國遼寧省出土了一系列的非鳥恐龍和早期鳥類的化石, 從牠們身上呈現出不同的型態, 而且是出現在同個時期. 最早出土的獸腳類化石, 就是存在於1億2500萬年前的中華鳥龍. 背部和尾巴都有一些薄薄的細絲, 是一隻行走地上的野獸. 從牠們身上比較鳥類的羽毛, 有些像是鳥兒的羽毛一樣蓬蓬鬆鬆的. 但有些又長又硬的羽毛卻和現在的鳥兒不一樣, 那麼鱗片如何演化成羽毛呢? 其實在初出世的雛鳥便見到羽毛發展的端倪.
雛鳥發育, 起初是剛毛, 是由一塊極小的皮膚細胞, 名叫基板裡冒出來的. 基板頂端會快速生長成圓柱狀, 再變成剛毛. 比較爬蟲類, 牠們的鱗片也是從基板細胞生成的. 因此, 科學家有個假設, 基板的基因可能從一個簡單的轉換而變成羽毛. 而更驚人的發現是, 在短吻鱷身上竟然發現鳥類羽毛形成所用的基因, 換句話說, 鱷魚與鳥類, 恐龍和翼龍是近親. 鱷魚在2億5000萬年前有可能是有羽毛, 後來才發展成另一個譜系. 但在2009年發現的天宇龍, 被歸納鳥盤目, 是獸腳類的遠親, 令學者假設所有恐龍祖先都是有毛髮般的羽毛, 這個起源應可再追溯到更遠. 換句話說, 當初羽毛並不是為了飛行而進化出來.
說到這裡, 又回到了問題原點: 鳥類從何而來? 有兩個線索. 一, 前肢有羽毛的恐龍會拍著前肢以往高處, 進而演化出飛行; 二, 那些有羽毛的恐龍利用羽毛在林間跳躍, 滑翔, 最後蛻變成飛行. 那麼, 羽毛當時究竟有什麼用呢? 有毛的獸腳類會用前肢的羽毛把巢蓋住用以保護幼龍及保溫. 另一個用途, 就是達爾文所說的性擇. 羽毛用以吸引異性的目光, 透過鮮艷的顏色贏得雌性的交配以繁殖. 去年2月, 中國和英國的科學家合作, 把近鳥龍的色彩重現世上. 他們在幾個化石樣本中, 發現了近鳥龍紅黑色的黑素體. 黑素體是極小的囊袋, 為羽毛顏色體細胞, 其形狀和細構與現在的鳥兒完全相同, 由此得出近鳥龍是一隻有著鐵鏽紅冠, 深灰色身軀和黑白條紋翅膀的恐龍.
在達爾文的年代, 對於性擇這理論都不予理會, 只因男性主導主義在當時容不下這理論. 過了一個世紀, 科學家發現大部份物種, 不論魚類, 鳥類, 昆蟲, 甚至青蛙, 雌性也是揀最亮眼的雄性去交配. 其原因至今也在研究中, 但也有兩個答案解釋: 一, 有美麗的外表, 比起黯淡無光的健康得多, 因為健康的體魄才有美麗的外表, 決不是被寄生蟲侵害, 受飢餓困擾的同種所能長出的. 另一個答案有些人性化, 就是潮流. 一隻雌性揀了美麗的雄性交配, 其他的雌性也要跟著, 不然其後代便不能吸引異性. 某程度上, 性擇解釋了人類種族差異的原因, 就是不同種族不同的審美觀, 男人總會選擇有吸引力的女性, 漸漸變成某地方的特色.
姑勿論那個答案才正確, 我們可知道羽毛在當時的用途. 而今後也許有更驚人的發現, 將疑惑通通解開.

星期二, 7月 12, 2011

進化論五: 補充缺憾的後繼者

提到埃及, 很多人會想起金字塔和法老王, 再深入些就是圖坦卡門, 埃及妖后. 現在又多了一個引人入勝的地方, 阿爾喜旦乾谷(Wadi Hitan). 這乾谷離最近的金字塔不過160公里, 在3700萬年前原是浩瀚汪洋, 時至今日這塊乾地埋藏著驚人數量的東西, 填補了進化論的軟肋.
達爾文曾在第一版的《物種原始》試圖解釋鯨魚, 這種海中的哺乳類動物的進化及出現. 他以黑熊在湖中可持續幾個小時張開嘴游泳來假設鯨魚的出現. 後來被批評者嘲笑得焦頭爛額而在往後的版本刪除了. 到了20世紀, 學者們還是無法解釋怎樣演化出鯨魚, 更無法把這個物種放在演化樹中哪一個位置, 鯨目在哺乳類動物中可謂最奇特異常的動物. 就是這軟肋, 不斷被批評者拿來攻擊, 尤其是創造論者, 認為無法解釋鯨魚的演化, 那可以是從沒演化過. 當然, 這是錯誤的.
一個出生在愛荷華州基督教阿米許門諾教派(Amman Menno, 前身稱為重浸派, 因認為嬰兒受洗並不能得到加護, 主張長大才受洗而被諷謔得名.)家庭的博士, 於1970年代中段接到挖掘及追蹤新世哺乳類動物的化石工作, 他是菲利浦.金格瑞契(Philip.Gingerich). 1975年, 他欲追尋哺乳類動物在亞洲與北美洲之間的遷徙蹤跡, 把目標鎖定在5000萬年前的沈積岩層, 1977年在地中海海床發現一些盆骨, 可是單單某部份不能確定屬於某類動物. 1979年金格瑞契的團隊在巴基斯坦發現一具與狼頭大小差不多的顱骨, 其骨有帆狀骨骼突出, 有意無意間在印度的博物館發現這化石與古代鯨魚化石有些相似, 才意識到這有可能是早期的鯨魚.
透過古大陸分佈, 古地中海橫誇直布羅陀及現今印度, 在今巴基斯坦西面沿岸開始繁衍直至3400萬年前. 從那塊顱骨可知這物種可能是半水生動物. 只因該骨有著鯨魚突起S型骨脊的特徵, 卻沒有聽水中聲音的器官. 金格瑞契團隊把這化石命名為巴基鯨, 並開始從古地中海沿線找尋類似的化石. 1980年代, 他注意到阿爾喜旦乾谷, 字面意思的名字------鯨魚谷.
在過去27年間, 金格瑞契及其團隊已經在鯨魚谷發掘了1000多條化石, 有待發掘的更多不勝數. 起初, 在鯨魚谷出土了械齒鯨這種完全水生的動物, 而且體型較小. 到了1989年, 團隊無意間在檢視械齒鯨發現一條腿的膝蓋骨, 於是重新從之前掘出來的鯨魚骨, 找出了一根股骨, 脛骨, 腓骨, 腳骨, 腳踝, 更有完整的2.5公分長的腳趾. 從這些無法支撐身體的腳, 金格瑞契開始假設鯨魚出自有蹄食肉動物鈍肉齒獸, 似好是安氏獸屬動物. 更重要的是在這些化石上看到兩者有相似的地方.
還有另一派主張. 在1950年代, 免疫學家從現代鯨魚的血液樣本中得出鯨魚可能是來自偶蹄目, 即是好似豬, 鹿, 駱駝等的哺乳類動物. 到1990年代, 分子生物學家在鯨目動物的基因中發現鯨魚的近親應是河馬. 為了證明自己的假設正確, 金格瑞契及團隊不斷尋找關鍵的證據------腳踝骨. 因鈍肉齒獸和偶蹄目動物的腳踝骨構造上各有不同, 偶蹄目動物的腳踝骨呈雙滑輪形狀, 頂端及底部都有明顯的溝隙; 相反, 鈍肉齒獸只是簡單的單滑輪腳踝骨. 因此, 找到腳踝骨就知道鹿死誰手.
2000年金格瑞契回到巴基斯坦, 在一隻後來命名為熊神鯨的鯨魚上見到腳踝骨, 並證實鯨魚是由河馬演化開來的. 歸納所有研究數據, 終於能為鯨魚演化給予一個詳細的解釋:
源生鯨目動物應生在沼澤或低地, 類似炭獸, 一類似河馬的廋長草食動物; 又或是來自一種類以鹿的史前偶蹄目印多霍斯動物, 體型與浣熊差不多的半水生動物. 最早的鯨魚大概在5500萬年前出現, 當時牠們身處古地中海東岸, 因沒有競爭者, 加上氣候溫暖, 所以發展出長的吻部, 銳利的牙齒用以捉水裡的魚為食. 大約5000萬年前演化成巴基鯨這動物, 覓食於水但仍走在陸上.
大量食物, 良好棲地, 無競爭者, 造就演化大爆炸, 鯨魚變得巨大化, 主宰了整個地球, 更變化出不同的獵食能力. 約4500萬年前, 鯨魚往更深的海水覓食, 頸部慢慢的進化變得更短更強壯, 臉部後拉長, 用以更容易在水中活動. 有些鯨魚更進化有尾巴擺動, 骨骼進化偏向更有彈性及更長的脊柱, 鼻孔變成氣孔, 眼睛移往頭的兩側, 有著靈敏的耳朵, 透過分布顎處的脂肪塊傳送聲音.
最後於3400萬年前, 地球氣候又再度變化, 兩極海水下降, 洋流轉變, 將鯨魚帶到現代鯨魚的階梯中, 擁有大的腦袋, 體型縮小, 聽覺變成迴響定位, 絕緣鯨脂, 還有鯨鬚的出現. 歸功這些化石, 達爾文的進化論得到充分的補充, 更完備更有說服力. 亦讓我們對於自身所處的地球更了解.

星期六, 7月 02, 2011

進化論四: 現代的科技, 追逐過去的腳步

沒有理論不是經過假設, 加上證據反覆推敲出來. 在達爾文及其同事者, 加上華萊士的實質論證, 進化論為當時人所廣泛接受, 除了人類是由人猿演化過來這一圜之外. 只因還只是達爾文的推論, 還沒有確實證據. 同時期的另一邊, 遺傳學興起, 經過數十年的爭論, 在1930年代至1940年代, 與生物學家, 古生物學家和田野自然學家一致同意新達爾文主義的現在綜合論. 即是演化是透過天擇與某種隨機機制來進行. 在隔離族群中, 新物種就是從慢慢突變逐漸形成.
1953年, 和達爾文有淵源的法蘭西斯.克里克(Francis Crick)及美國青年詹姆士.華生(James.Dewey.Watson)共同發現每種生物都有細胞, 而這些細胞帶有自己的化學碼, 所有生物都是以這個共同語言寫成的. 他們發現了Deoxyribonucleic Acid, DNA(去氧核糖核酸). 達爾文曾寫過: 所有生活在地球上的有機體, 都應來自某種原始型態. 這個推測得到了這兩人發現的DNA的簡單的四字母碼去證實. 從DNA裡的訊息, 我們更容易找到遺傳線索, 更確認為演化的事實.
1973年葛蘭特夫婦(Peter & Rosemary Grant)跟隨達爾文的腳步, 到了加拉哥把群島中的大達夫尼島(Daphne Major)上研究當年達爾文也研究過的勇地雀, 發現島上的雀會隨著島上的氣候變化而進行蛻變. 先是1977年島上發生的嚴重乾旱令到細顆粒的種子減少, 導致島上以細種子為食的勇地雀被淘汰, 喙部較大, 能吃硬又大粒的種子的勇地雀得以存活, 並把其優勢傳給後代.
1982年, 島上來了另一種競爭者, 大嘴地雀, 令島上的勇地雀出現第二次蛻變. 這兩種地雀糧食相同, 並存在島上多年, 2002年是他們數量的高峰. 可是亦因為乾旱來襲, 兩者數量銳減, 到了2005年只剩餘13隻大嘴地雀和83隻勇地雀, 蛻變就在這裡開始. 勇地雀另覓蹊徑, 牠們的喙變得更小, 用以吃非常小的種子, 不像28年前把喙變得更大和大嘴地雀競爭. 這個差異正是”適應性擴張”, 從共同始袓演化, 為了特定的食物變化出相應的工具.
在東非的大裂谷的湖及河流流域裡, 也有在短時間演化的慈鯛. 在裂谷中的維多利亞湖裡的500種不同的慈鯛都是由幾種源種處演化開來的. 牠們也是因應棲地的食物而演化出吃藻類用的密集牙齒, 有的則演化出能咬碎蝸牛的顎等. 再到美國佛羅里達洲墨西哥灣的群島上看看本土的鼠, 因牠們毛色較差而遭到捕食, 而另一種東南白足鼠卻因有較容易在白色沙上隱身而得以繁衍, 科學家發現這個毛色突變只出現6000年.
上述三個例子, 若以加入遺傳學的新達爾文主義綜合論, 就可知是BMP4蛋白質基因左右著這三種不同種類, 不同棲地, 卻同樣為生存而蛻變的動物. 另一個證明萬物同源的證據, 就是2001年2月15日出版的《自然》(Nature)期刊中, 刊登出鼷鼠的基因譜, 大約3萬個基因有99%能在人體內找到. 這說明萬物在適應環境下, 能變化出截然不同的物種, 這就是基因神奇神秘的地方.
要說到基因演化得最淋漓盡致的生物, 可說是微生物. 牠的傳播有兩大類. 一是人傳人; 二是透過媒介傳入人體. 牠們具有所有物種也沒有的快速應變能力, 隨時都能適應不同的環境, 因此牠們能游走於野生動物, 禽畜, 再到人類身上. 而我們更是加速牠們天擇的元兇. 好似時常潛伏在醫院裡, 造成院內感染的金黃葡萄球菌, 曾被1943年研發的盤尼西林所壓制, 可是其神效並沒維持多久, 在1947年就發現了抗藥性金黃葡萄球菌. 期後在1960年代, 甲氧苯青黴素問世, 結局也是一樣; 到後來1980年代的萬古徽素, 亦在2002年宣告失守. 光是在美國應付金黃葡萄球菌的花費就要耗上300億美元. 細菌的DNA的基因碼, 也存在於不同物種中, 抗生素成為了牠們演化的催化劑, 受到演化而成的多樣性發展.
了解進化, 了解基因, 就能對細菌, 甚至病毒進行治療. 人類免疫缺陷病毒(HIV, Human Immunodeficiency Virus)是變化速度無出其右的病毒之一, 其自我複製突變模式, 更令醫生們頭痛. 只需幾年, HIV就能發展出獨特版本的病毒在每個患者中. 不過, 自1996年何大一(David Ho)醫生以多重藥物並治的雞尾酒療法問世後, 死亡人數大大降低, 這療法所針對的, 便是減慢病毒在人體演化的速度.
在這裡可見進化論對我們的影響何其深遠. 透過遺傳學基因圖譜, 讓我們對自己, 對身處世界, 甚至身體內的細胞有更深入的認識, 造福更多的人. 又相輔相成的令進化論更輝煌.

星期二, 6月 28, 2011

進化論三: 追求真實的攻堅者 (下)

〝物種的演化是由某種自然的遺傳與轉變過程所促成.〞

對生物分佈的時空形態, 華萊士再次確定了上述假設. 早在1852年, 華萊士在亞馬遜河流域便察覺到生物地理性. 從巴西回來後, 發表了《論亞馬遜河的猴子》, 文中描述猴子在亞馬遜河的分佈情況. 他發覺每一種猴子, 都侷限在三大主流, 亞馬遜河, 內格羅河及馬廸拉河一側. 這個發現令他認為, 如萬物是上帝所造, 為什麼不讓每一種的猴子出現在每一側呢?
三年後, 華萊士在砂勞越的河口, 也發現類似亞馬遜的猴子模式, 而這次發現更廣泛, 包括昆蟲, 魚, 爬蟲, 哺乳類, 甚至是植物, 顯然物種是以某種方式出現. 後來華萊士看過地質學家查爾斯.賴爾爵士(Sir Charles Lyell)的地質學及化石紀錄三冊著作後, 結合自己的發現, 得出了自己的物種起源定律: 每個物種的出現, 與現已存在的物種有高度相關的時間性及地理性.
當時華萊士以他發現的觀念寫了一篇論文寄回倫敦. 這篇論文寫的就是物種源自共同祖先, 在地理上和地質時間上有高度相似性, 縱使他還解不開這種變化發生的契機. 這論文刊登上博物期刊, 可是並無太大的迴響, 包括達爾文在內, 都沒有看過這論文.
在隔開巴里島和龍目島之間的海峽作短暫逗留, 華萊士發現巴里島上有擬啄木鳥, 水果鳥, 啄木鳥, 但在龍目島上卻看不到有這些鳥的蹤跡. 而在龍目島上看見的鳳頭鸚鵡, 吸蜜鳥, 塚雉, 在巴里島上一隻也沒見到, 在婆羅洲和西里伯島之間也看到這個情形.
1858年, 華萊士在特納島上及附近的地方逗留時, 把生物地理學, 物種的差異, 馬爾薩斯的人口論的資料整理, 得出了一個新的答案: 為什麼有的物種能生存, 而有的卻滅絕? 因為糧食及棲地的限制, 那些最能適應環境的後代才能活下來. 在適應某種環境的過程中進行漫長的變化, 而這生理變化就是為了生存及繁衍. 這個論點, 就是伴著達爾文20年, 經過不斷研究, 強化立論而完備的進化論. 達爾文認為這理論是屬於他的, 因此出現了《物種源始》.
縱使是達爾文為了確立自己的地位而草草寫成的《物種源始》, 但其用字, 詞彙, 說解等都很有說服力, 令華萊士非常佩服, 盛讚達爾文為世界開創一門新科學. 而在《物種源始》出版差不多同一時間, 華萊士在林奈學會的期刊上, 發表了〈馬來群島的動物地理學〉. 文中詳細的用一條無形之線分別出兩個地理區, 印度和澳洲. 亦即是八年後達爾文學派的解剖學家湯瑪斯.貝爾為對華萊士作出的貢獻命名的華萊士線. 華萊士線包涵著博大精深的演化, 生態及地理關係, 還包含著華萊士的心血.
1862年回來英國, 華萊士已去過六七十趟的探險, 收集了12萬5660個標本,並出版了多部著作, 包括《馬來群島自然考察記》(1869年), 《物競天擇理論相關文章》(1870年), 《種物的地理分佈》(1876年)及在1889年出版的天擇專論完整版本等.
對於名利, 功勞, 華萊士毫不在意, 一心致力於達爾文主義的研究及捍衛, 他傳奇的人生留下精采的知識及理論實證, 為演化生物地理學的開山始祖.

星期六, 6月 25, 2011

進化論三: 追求真實的攻堅者 (上)

在東南亞, 有一條無形的線穿過婆羅洲和西里伯島之間的海峽, 望加鍚海峽. 並向南廷伸至巴里島和龍目島之間. 分開了的兩區稱為印度---馬來區及澳洲---馬來區. 印度---馬來區包括婆羅洲, 馬來半島, 蘇門答臘, 爪哇及巴里島; 澳洲---馬來區則包括西里伯島, 龍目島, 帝汶鳥, 摩鹿加群島, 新幾內亞等零散小島. 在印度---馬來區, 你會看到靈長類, 食肉動物, 食蟲類, 雉雞, 咬鵑, 鵯科鳥類, 以及其他亞洲特有種. 但在澳洲---馬來區, 雖在氣候和棲地條件上相似, 但你會看到完全不同的物種, 包括鳳頭鸚鵡, 吸蜜鸚鵡, 還有其他種類的鸚鵡, 鶴鴕, 塚雉, 袋貂和其他有袋類動物. 這是歷史, 演化和地質變化的力量. 而發現這種變遷的人, 就是一位年輕的英國人, 艾弗瑞德.羅素.華萊士(Alfred Russell Wallace), 這條線亦以他的名字命名為華萊士線(Wallace’s line).
《物種源始》一書裡, 其實有著華萊士匆匆兩日寫成的論文<物種由簡變繁的傾向>加入其中. 這論文包含著華萊士十年的思考及研究心血, 當時華萊士從馬來群島寄了一封附上這篇論文的求助信給達爾文. 達爾文看到大吃一驚, 眼見自己二十多年的成果會被搶去, 於是急就章的寫了490頁的《物種源始》, 在轉付發表華萊士的論文同時加入自己未公開的兩篇節錄論文, 以確立自己的地位. 但華萊士在1913年去世後, 人們便慢慢淡忘了他, 淡忘了他的貢獻, 淡忘了他的功勞. 到了最近幾十年才再次被世人憶起, 並把他的肖像與達爾文並列於倫敦林奈學會(Linnean Society, 一個研究生物分類學組織)會議室裡.
華萊士出身和達爾文可謂大相逕庭. 華萊士一貧如洗, 14歲便輟學工作, 當時達爾文27歲, 剛剛乘小獵犬號回來. 華萊士的知識主要靠自學得來. 他曾做過土地測量員, 建築工和教師. 從事測量員期間, 對大自然產生興趣, 不時穿越沼澤山澗, 從中訓練自己對和科植物鑑別能力. 在教學工作期間, 讓他有時間博覽群書. 埋首在圖書館中, 讓他接觸到馬爾薩斯的《人口論》,一本無名氏的著作《造物自然史之遺跡》, 還有達爾文的《小獵犬號航海記》, 這三本書對他有深厚的影響, 令他和朋友計畫前往亞馬遜雨林探險.
要越洋探險, 所需費用不是身無分文的華萊士可應付得來的. 為了支付費用, 華萊士當上收集者, 到亞馬遜河流域收集蝴蝶, 甲蟲和鳥類這些熱門標本運回英國, 賣給博物館和富有的收集者. 在亞馬遜河的四年, 到過不同的地方進行觀察, 蒐集了成千上萬的昆蟲及近百個鳥類標本, 又做了不少的筆記及草圖. 可惜, 在回程途中船失火沈沒, 所有東西也泡湯了. 後來被另一艘船救後又遇上風暴, 但死裡逃生兩次並沒有打消華萊士出海的決心, 回到英國後幾天便開始計劃新的旅程, 亦即是東南亞的馬來西亞群島之旅.
過往之失, 來者之得. 前車之鑑, 大利他方. 1854年4月, 華萊士到達新加坡, 開始馬來西亞諸島之旅. 在這八年期間, 他入鄉隨俗融入當地人的生活, 而足跡遍及蘇門答臘, 爪哇, 巴里島, 龍目島, 婆羅洲, 西里伯島, 吉洛洛島, 持納提島, 巴占島, 帝汶島, 希蘭島, 阿魯群島, 以及新幾內亞的島頭半島. 在一些地方, 好似砂勞越和阿魯, 他一待便是幾個月, 捕捉昆蟲及獵鳥, 處理標本, 與瘧疾搏鬥, 治療自己的腳. 又學馬來語以便通商, 光是在阿魯群島, 就帶走了超過9000件標本, 涵蓋了1600個不同物種, 有很多是英國裡從未見過的新奇種.
一個實證派學者, 田野自然學家, 更是博物學家兼具商業收藏家多重身份的華萊士, 對於漂亮的物種尤其執著, 好似紅鳥翼蝶, 就是因翅膀上圖案的些微差別, 華萊士便收集了100多隻. 又好似紅極樂鳥, 也捉了24隻. 他捕捉的數量永遠比出售的還多, 只因他也是收藏者一員, 小至甲蟲, 大至人猿, 長頸鹿都有. 近乎無情的濫捕, 不禁令人覺得殘忍, 但在這種豐富收藏過程裡, 華萊士看到每個物種個體之間都有很大的差異, 並會從外觀及生理上表現出來. 這觀念在演化上相當重要, 因為個體上的差異, 才有物種選擇模式的發揮作用. 這個差異觀念, 達爾文遲了八年才在研究藤壺時發覺.

星期一, 6月 20, 2011

進化論二: 涓流點滴百匯成洪

達爾文22年來尋找論證, 目的是令自己的學說更牢固, 更有力. 他對不同物種進行多種研究, 好似用了八年時間對藤壺做分類, 成為知名的藤壺專家. 又用自己的後院蓋鳥舍, 飼養不同種鴿子, 並解剖不同品種的鴿子, 試圖比較牠們相似之處, 以證明牠們是由野鴿演化過來. 他還研究了貓, 馬, 豬, 兔, 鴨等家畜, 仔細檢查各種標本以證明天擇所造成的物種變種的存在. 但對生物演化最具啟發性的經歷, 要數到在小獵犬號.
1831年至1836年, 22歲的達爾文以博物學家身分登上英國皇家海軍小獵犬號航行. 當時小獵犬號是到南美洲探險, 並繪畫南美洲地圖, 包括港口及海岸線. 當時達爾文之所以受到邀請, 只是為了擔任袴紈子弟船長的晚餐同伴. 不過, 達爾文卻當了一個稱職的博物學家. 這次航行, 小獵犬號從英國海港出發, 經過薩爾瓦多, 里約熱內盧, 布蘭卡港, 褔克蘭群島, 亞他加馬沙漠, 卡瑤及加拉巴哥群島半個南美洲, 而達爾文花了不少時間在陸上, 探索阿根廷的彭巴草原部份地區, 亞他加馬沙漠和安第斯山脈, 並帶走大量標本及化石.
1832年9月, 小獵太號在布蘭卡港停留一個多月. 彭巴草原與港口緊緊相連, 獵人們負責狩獵食材, 有鹿, 蹄鼠, 犰狳(外型似穿山甲的有殼哺乳類土穴居動物, 背上有骨質鱗甲覆蓋, 可以自由伸縮, 腹部只有毛, 體型與刺蝟差不多), 還有美洲鴕(當時達爾文暫稱牠為鴕鳥). 在達爾文的日記上, 除了仔細敘述美洲鴕和犰狳的外觀, 更描述美洲鴕味道似牛肉, 而犰狳則似鴨肉. 幾天後, 達爾文乘小艇到有蘭卡港下方的旁塔亞塔. 在那裡發現了巨大的未知哺乳類生物化石, 而且數量眾多. 達爾文從中挖出九個化石, 並判定是已絕種的動物, 為美洲特有種.
一個月後, 在旁塔亞塔上方, 叫蒙特埃莫索的地方, 發現了數種齧齒類動物化石. 牠們縱使相似, 但不是一模一樣. 其後, 在阿根廷海岸更南的方向, 又發掘一隻駱駝科的絕種動物化石, 後弓獸(後期改上的名字). 當時達爾文認為這化石是演化出原駝及瘦駝, 還有化種的駱馬和羊駝的源種.
幾個月後, 小獵犬號去到巴塔哥尼亞北部附近. 達爾文認識了幾位牛仔, 並從他們口中得知有一種罕見鴕鳥(另一種美洲鴕), 及後某位船員射殺到一隻. 起初達爾文只當是幼鳥, 後來腦海一閃, 才驚覺這隻就是牛仔們口中的罕見鴕鳥. 幸好他及時收集了殘骸, 送到英國製成標本, 在博物館處展出.
小獵犬號完成南美調查工作後, 又用了一年時間環遊世界, 在1836年10月回到英國. 那時27歲的達爾文已經是一位資深的博物學家, 更帶回了大批化石及標本. 包括5436件涵蓋27種不同種的老鼠的皮, 骨和屍體, 鳥類標本包括美洲鴕和小嘲鶇等, 十多個石化的完整及零碎遺骸, 還有爬蟲類標本. 他把這些東西交給當時的專家, 鳥類學家約翰.古爾德(John.Gould); 年輕的解剖學家, 後來成為哺乳類動物的權威理察.歐文(Richard.Owen)及動物學家湯瑪斯.貝爾(Thomas.Henry.Huxley)去研究分析.
而達爾文本人則整理是次航行的資料, 開始不斷思考. 在那九個石化標本中的如象般大的地懶的許多身體構造和特徵, 與現存在中南美洲的樹懶相似. 還有在一個類似犰狳的巨獸化石留下的由小型骨質鱗甲緊密而成的背甲, 與另外三種大地懶及一種馬的身體特徵非常相似. 當時存在於南美洲的20種犰狳中, 就有幾種在彭巴草原. 這些發現都啟發了達爾文在物種的相似性及彼此接近的思考.
而那兩種鴕鳥, 讓達爾文好奇的地方在於牠們生活在沒有重疊的地理環境上, 又有相似的特徵. 這與他在加拉巴哥群島處收集了十餘種的棕色鳥, 象龜及小嘲鵣所看到的多樣化模式不謀而合, 令他想到演化. 這些化石與現存於南美洲的動物有著有趣而微妙的關係.
1837年, 亦即是從小獵犬號回來後的一年半時間裡, 以一棵生命樹及細枝來表達各個物種演變, 肯定了一個物種是會變成另一個物種. 在檢視帶回來的標本中, 以”蛻變”來形容演化過程. 期後納入了人口理論學家馬爾薩斯(Thomas.Robert.Malthus)中的過度繁殖與生存競爭的內容, 得出了天擇. 1845年, 在第二版的《小獵犬號航海記》中曾暗示他看到的演化現象, 但並無清楚說明. 在二十年時間裡, 他不斷反覆證明其理論的真確性, 直至1853年11月《物種起源》一書問世, 才讓人得知:

萬物在不同的環境底下, 為生存進行前進性演化去適應身邊的環境. 所有物種因食物及空間有限, 會大量繁殖, 用以同類物種進行生存競爭, 剩餘的便是夠強大的天擇中的勝利者. 某些物種在有限的資源底下遷徙, 並慢慢蛻變出適應其地環境生存所需的工具. 演化出來的新物種和舊有物種有許多相同的特徵, 卻不再是同類物種, 更不能交配(趨異原則). 在這個緊密結盟的情況下, 物種不斷的進化. 為了生存, 捕食者與被食者亦會為求存而互相進化, 彼此適應, 共同演化.

《物種起源》一出版便火速售罄, 可是當時許多科學家及神職人員拒絕接受書中的證據和論點達數十年之久. 直到1940年左右遺傳學的出現, 才有人認同達爾文的進化論. 隨著科技的進步, 真理越辯越明, 某些錯誤亦得以糾正, 讓進化論更有說服力, 更嚴謹, 亦為後世的追隨者指出明確的道路.