漢文訊息: No.463《觀念生物學2（全新修訂版）》

2017年10月20日星期五

No.463《觀念生物學2（全新修訂版）》

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科學文化頻道

☆★【☆科普探索．無限可能☆】科普漫遊精選叢書★☆

第463期 2017/10/21

本期摘要

◆ 好書推薦：	觀念生物學2（全新修訂版）
◆ 科文書摘：	觀念生物學2（全新修訂版）
◆ 科文新聞：	海洋「酸民」的生存之道
◆ 更多推薦：	天下文化科普漫遊精選叢書費曼物理學講義 I：力學、輻射與熱套書

觀念生物學2（全新修訂版）

．全新修訂版，新增作者再版序
．由生物學家與畫家激盪出來的心血結晶
．以前所未有的角度，顛覆你對生物學的想像
．插畫精采，令人愛不釋手

觀念生物學2（全新修訂版）

　　你去過阿羅瑪多娜專賣店嗎？那裡賣的甜甜圈不僅口味眾多，有椰子、楓糖、藍莓、杏仁等，還敘說著ＤＮＡ如何解碼成蛋白質的故事。

　　讓一屋子的猴子隨意亂敲電腦打字鍵盤，有沒有可能突然出現一首莎士比亞的十四行詩呢？生命究竟有沒有可能偶然發生？

　　生命是一個又一個的迴路，周而復始，循環不已。生命從一到多，由簡到繁，一路悠悠走過漫長的四十億年。今天的世界充滿物種的多樣性，但演化仍保留著生命起源的蛛絲馬跡，供人們去探索。

　　現在，甩掉枯燥難記的構造名詞，拋開「界、門、綱、目、科、屬、種」的複雜分類，請扭轉你的視野，和我們一起踏上這條貫通生命奧祕的大道。

觀念生物學2（全新修訂版）

　　機器——打造機靈的小組件

　　當人類製造收音機、汽車或電腦時，我們是利用累積了幾百年的知識，來組裝各種無生命的零件。但當我們的細胞在建造我們時，可是應用累積了四十億年以上的訊息呢！而且細胞還把訊息直接安裝進組件中，所以這些組件都是很有頭腦的唷！ＤＮＡ上的指示可以轉譯成許多小而美的組件，這些組件幹起活兒來，一點也不馬虎，它們精準、正確又頗能發揮互助合作的精神。

　　我們日常生活中所做的每一件事，不論是思考、說話、大笑、哭泣、坐臥跑跳、懷孕生子等等，都是源自蛋白質群集中各種成員之間的密切交流與互動。

　　我們把這些蛋白質稱之為「機器」，是因為它們可以移動、工作，如同機器會運轉、做工那樣。單單只是可以移動這項特長，就足以使蛋白質肩負起各式各樣精巧的任務。儘管每種蛋白質只「表演」單一種專長（偶爾，有些蛋白質懂兩種），我們還是覺得這些蛋白質頗有「頭腦」。藉由微妙的改變內部結構，蛋白質可以暫時改變形狀，稍後再變回原貌。

　　如果讓你一整天都看著一種蛋白質做這樣「變過來，又變回去」的演出，你可能會覺得蛋白質的ＩＱ並不高嘛！但是你若觀察一組蛋白質的工作，除了每個組員賣力的演出之外，它們集體的聰明表現便會讓你刮目相看！

（本文為節錄，完整內文請見觀念生物學2（全新修訂版））

■　海洋「酸民」的生存之道

科學新聞由Pansci.tw泛科學提供

文/中央研究院

隨著人類大規模排放廢氣與污染物，海洋環境趨向高溫和高酸度，台灣周遭的海洋生態也因此逐漸變化。中研院細胞與個體生物學研究所的曾庸哲助研究員，透過對多種台灣臨海生物的生理學、生態學研究，發現「代謝能力的演化」是適應極端化環境的關鍵。

礁溪海邊神秘基地：臨海研究站。迄今成立十五年，和中研院隔著雪山山脈，距離海岸僅兩公里的臨海研究站是許多台灣生物學工作者、甚至中研院同仁也還不知其名的低調單位。

臨海研究站具備室外的十多個戶外養殖池，在室內有許多游泳池大小的養殖池，有些水深及腰，在走道上可以看見池內將近一米長的石斑整群游動。隔壁池則是可以調節體色、隱匿在池水中的軟絲、花枝。深達四米的巨型池尚未啟用，未來將作為海底生態系的模擬實驗空間，甚至需要潛水到巨型池裡做研究。

台灣餐桌上常見的軟絲（萊氏擬烏賊，Sepioteuthis lessoniana）、花枝（虎斑烏賊，Sepia pharaonis）和吳郭魚（Oreochromis mossambicus）是曾庸哲的研究物種。

曾庸哲說，軟絲活動量非常大、移動能力強，代謝率平均是一般魚類的兩倍，足以在海裡和魚類競爭食物。牠們可以透過體色變化和配偶溝通，並且在產卵後會有清理、移動卵囊等育幼行為。下面影片中可看到，與軟絲同為頭足類的花枝爸媽，正將卵囊移動到環境比較好的地方，例如氧氣比較充足之處。

曾庸哲強調，軟絲、花枝這些頭足類非常聰明，堪稱「海中的靈長類」。對棲地很敏銳，根本不會前往劣化的環境繁殖，可以視為一種環境指標。軟絲喜歡棲息於淺海礁岩區，特別是珊瑚礁地形，牠們會將條狀的白色卵鞘產在珊瑚分枝或海草之間。但近年來台灣週遭海域前來產卵的軟絲族群明顯地減少，正是環境污染破壞珊瑚礁生態，進而影響軟絲行為的結果。

臨海研究站獨有的巨大室內養殖空間，讓曾庸哲得以養育數對軟絲，觀察牠們的適應能力。他說，「頭足類需要非常乾淨的海水，研究站裡的海水從兩公里外以高壓幫浦運送，再行過濾和臭氧殺菌並控溫，可以讓軟絲的卵免於氧化壓力。」

透過酸化適應力實驗，曾庸哲發現軟絲可以有效利用「銨離子」調節體內的酸鹼值，而相對於章魚等其他頭足類生物，軟絲有更強的酸化適應力。

但是酸化的環境，卻仍然會使軟絲的卵難以順利孵化。曾庸哲提醒：即使我們刻意將竹叢丟進東北角沿海，吸引軟絲來產卵，但海洋酸性卻一直提升，那麼恐怕難以讓軟絲回來。

曾庸哲說，透過跨世代的遺傳性狀觀測，人們才能發現酸化、暖化的海洋對生物的實際影響，這些影響經常在我們的意料之外。例如酸化的海水會使某些魚類的子代排酸能力大幅增強，但是再下一代的個體在酸化環境之中會變得非常緊張，難以正常行動。

他強調：「我們可以發現某些生物對逆境是耐受型，另外一些是敏感型，這不代表下一代就會更為耐受或更敏感。」因此，曾庸哲團隊正以跨世代實驗，研究酸化是否會影響海洋生物的行為、棲地的範圍，以及其卵子、精子的環境耐受性與游動能力。