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2026/04/19

家貓與山貓:324 萬年演化鴻溝——為何雜交不可能?

你有沒有在網路上看過那種長得「像山貓」的家貓照片?蓬鬆的耳毛、虎斑般的毛皮、圓潤而帶著野性的眼神。許多人的直覺反應是:這些美麗的生物,會不會是家貓與山貓愛的結晶?

讓我直接告訴你答案:不能。這不是「也許不能」,不是「機會很低」,而是絕對不可能

山貓與家貓:324 萬年的鴻溝

要理解這個「不能」,必須先理解這兩個物種之間的距離究竟有多遠。

山貓的學名是 Lynx rufus,隸屬於貓科中的 Lynx 屬。家貓的學名是 Felis catus,則屬於 Felis 屬。這兩個屬的分化,約發生在 324 萬年前

慵懶地躺在沙發上的貓
圖、慵懶地躺在沙發上的貓

2018/04/09

突變 01 -- 莫根 (Thomas H. Morgan) 與他的果蠅

在孟德爾的遺傳定律被後代科學家重新發現後,越來越多科學家進行遺傳的實驗。其中一位年輕的科學家叫莫根 (Thomas H. Morgan),他利用果蠅做遺傳實驗,還發現紅色眼睛的果蠅可以生出白色眼睛的後代,後來發現原來是控制眼睛顏色的基因發生了改變,他稱這種基因的改變為突變。

2009/11/22

要怎麼在沙漠找到一條魚?

看電影時常常看到一些考古學家在荒郊野外挖開個方型土坑,一群人就在土坑裡東挖挖西挖挖的忙個不停,偶爾發現個寶物就鬼吼鬼叫的開心的不得了。

研究古代生物的古生物學家也是一樣,比方說『侏儸紀公園』影片一開始,兩個古生物學家帶領著一群人在廣袤的黃土塵砂中一點一滴的挖著恐龍的化石。

不過我總覺得很奇怪,這些古生物學家怎麼知道要去哪邊挖化石?他們怎麼知道哪一片砂漠裡有化石可以挖掘呢?難道這些古生物學家祇是無聊拿起地球儀看一下,隨便找個地方就開始亂挖了嗎?運氣好就名聲大噪,運氣差就一輩子沒沒無聞這樣?

這個疑問在前一陣子看了《我們的身體裡有一條魚》這本書才獲得解答。作者蘇賓 (Neil Shubin) 是芝加哥大學的古生物學家,他在世界各地挖出了許多化石 -- 包含 2004 年在北極挖出、讓他聲名鵲起的提塔利克(Tiktaalik)。他在書中的說明,解決了我一直以來的疑惑。


圖一、蘇賓(Neil Shubin) 與他發現的提塔利克(Tiktaalik) 頭骨化石

在繼續下去之前,且讓我們複習一下國中生物吧!

請問最容易發現化石的岩層是:(A)火成岩 (B)變質岩 (C)沉積岩 (D)頁岩

答案是 (C),沉積岩。

在泥砂量多的地區,隨著時間遞移泥砂累積量逐漸增加,這些砂塵一層層疊加上去,再經過長年累月的擠壓,最後成為沉積岩。

在泥砂堆積的過程中,若有生物在此地死亡,則遺體可能被泥砂所掩埋並在形成沉積岩的過程中受地質作用而形成化石,因此沉積岩地層是發現化石的最佳地區。如果想要找化石,卻老是去挖火成岩,那就完全找錯方向了。

不過光是知道要找沉積岩還不夠,這些岩層還要能裸露在地表上。如果某個地區的沉積岩層被人類的住宅區覆蓋住,那就不可能挖掘了。總不可能為了挖化石把人家的房子給拆了吧?

其他如被樹林覆蓋、因地質作用而埋入深處的沉積岩,也都是未能顯露在地表上而難以挖掘的地區。所以挖化石除了岩層要對,周圍還要夠空曠,沒有樹林、住宅掩蔽,才能讓岩石裸露出地表。

那哪裡比較空曠呢?沒錯,就是沙漠 & 極地區域,這也就是為什麼考古學家 & 古生物學家要窩在沙漠地區當蛤仔的原因了。

什麼?不懂為什麼科學家要當『蛤仔』?

喔,你不覺得把這些在沙漠挖化石的科學家抓起來丟到水裡面去,每個人應該都可以像蛤仔一樣吐砂嗎?每天在沙漠裡面,肚子裡應該吃了幾公斤的砂吧?XD

好的,有一天,《我們的身體裡有一條魚》的作者蘇賓又想要找個地方窩起來當蛤仔了。他這次想要找的是介與魚類與兩生類之間的生物化石。

我們說兩生類是由海裡的魚演化而來,如果真是如此,那麼應該會有一種生物剛好演化到一半,使它的外型既像魚又像兩生類。所以蘇賓想找找看地球上是不是真的出現過那種又像魚、又像兩生類的生物。

蘇賓從文獻中發現,以前的科學家在 385,000,000 年前的岩層中找到的都是魚的化石;但是在 365,000,000 年前的岩層中就出現有兩生類的化石了。他如果想要找到介於魚與兩生類之間的生物,那麼就應該找個介於 365,000,000 ~ 385,000,000 的岩層來挖挖看。他想 375,000,000 年前的岩層應該可以試看看。


圖二、介於魚類與兩生類間的生物可能的出現時間

蘇賓打開地質學家繪製的 375,000,000 年前世界地圖,發現今天的加拿大北部在 375,000,000 年前是海岸區,這很符合他所需要的幾個條件:

  1. 岩層的種類是對的:這個地區以前是海岸,有許多泥砂,形成的岩層種類以沉積岩為主,很有可能有化石存在。
     
  2. 岩層的時間是對的:如果有一種介於魚與兩生類的生物存在,牠應該就是生活在海岸邊,有時在水裡游泳,三不五時爬到陸地上逛一下。
     
    加拿大北部在 375,000,000 年前是海岸區,而且當時的氣候溫和,適合生物生存。所以這個地區岩層的時間與蘇賓想要找的生物存在時間相同,也符合該種生物的生活型態,極有可能在這個地區發現這種生物的化石。
     
  3. 現在的加拿大北部很空曠:這個地區距離北極祇有 1600 公里,平常無人居住,也沒有植被掩蓋,如果有化石存在,很容易就會裸露在地表被發現。

所以,蘇賓沒有去沙漠吃砂當蛤仔,而是到冷的半死,還要小心北極熊偷襲的極地地區去挖化石了。而他也真的在這個地區挖到介於魚類與兩生類的生物:提塔利克(Tiktaalik) 的化石。


圖三、Tiktaalik 的化石與復原圖

透過蘇賓的說明,我終於知道古生物學家並不是完全靠運氣、隨便找個地方就亂挖一通的。他們是透過事前的推算、仔細規劃,到適當的地點幫助化石『浮現』出來。

當然運氣的成份還是存在,怎麼挖都挖不到化石的情形還是會發生。但是考慮的越周延、推算的越正確,挖到所要的化石的機會就大為增加,要當古生物學家還得常常與大自然鬥智咧!

不過,找到 Tiktaalik 這種介於魚類與兩生類之間的生物化石之後就能證明兩生類及其他脊椎動物是魚類演化出來的嗎?恐怕還是有很多人無法接受吧?所以蘇賓他試著用另一種證據:基因,來說服你。

請問,你身上的基因會與誰最像呢?(A)隔壁的王小美 (B)家裡養的小黑狗 (C)爺爺奶奶 (D)爸爸媽媽

答案是 (D),你的基因與爸爸媽媽最相似

因為你身上的基因繼承自爸爸媽媽,所以你有 50% 的基因像爸爸,50% 的基因像媽媽。

雖然爺爺奶奶也是你的直系親屬,但是爺爺奶奶的基因祇能透過爸爸那 50% 傳給你,所以你與爺爺奶奶的基因相似度祇有 25% 像爺爺、25% 像奶奶。相同的,你有 25% 像外公、25% 像外婆。

這樣子一直往前推,你與你的祖先的基因相似度會越來越低,但是還是可以看得出來有一些關係。

如果今天哺乳類是由爬蟲類演化而來的,那麼哺乳類與爬蟲類應該就會有一些基因是相同的;相同的邏輯下,爬蟲會與兩生類有一些基因相同,兩生類會與魚類的基因相同。根據這樣的推理,蘇賓就開始去找看看是不是真的有這樣的情形發生。

結果沒錯,確實我們有一些基因與兩生類、魚類相同,甚至還能一路追到顯微鏡底下才看得到的鞭毛蟲也有相同的基因。至於是什麼基因呢?就請你自己去看《我們的身體裡有一條魚》這本書了,講出來就不好玩了!: )

向上國中的同學不要嘆氣,我們很幸運,因為天下文化出版社的資深編輯徐仕美小姐贈送一本給我們學校,趕快去圖書館借來看看吧!!:D 感謝天下文化出版社,也感謝徐小姐贈書!!:D

附註:

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2009/03/13

生物大哉問:血型與星座你相信哪一個?

打開電視與報章雜誌,我們常常可以看到星座運勢、星座個性、血型個性這一類的報導。

某某星座大師告訴你,處女座的人比較龜毛;所以如果你是處女座的人,你應該要凡事看開一點,不要太鑽牛角尖,以免給自己過多的壓力。

巨蟹座的人比較敏感,祇要有了情緒波動,他的喜怒哀樂都寫在臉上,完全遮掩不住,所以巨蟹座的人凡事可以放鬆一點,別太認真,以免被一些事情影響了自己的情緒……

另一個報導可能告訴你,A 型的人小心謹慎,自制力極高,做事時能夠堅持到底。但因為個性比較小心謹慎的關係,所以 A 型的人做事喜歡有計畫,而且很不能忍受規劃好的計畫發生改變。

諸如此類的報導,你應該看過不少。不論你是相信這些報導或是嗤之以鼻我都不管,我現在要你選邊站,『星座談論人的個性』與『血型談論人的個性』這兩個選項讓你選,你認為星座或是血型比較能夠描述一個人的個性?

不知道你心目中的答案為何?但我投血型一票。

要說星座能夠影響一個人,甚至主導一個人的個性喔,說實話我怎麼也難以相信。

以前面提到的處女座而言,處女座的主星是『角宿一』,距離地球 260 光年;她的第二亮星叫做『東上相』,距離地球 36 光年;第三亮星叫做『東次將』,距地球 104 光年。

這些星球彼此相距如此遙遠,祇不過是因為我們在地球上觀察時把它們兜在一起變成一個星座,就說這些星球對我們當中一些人的個性有影響,那讓我完全沒辦法認同。ㄟ,它們與地球的距離是以光年做計算單位的耶,不是以公尺做單位耶。

什麼是光年?就是光行進一年所走的距離。

地球與太陽離的夠遠了吧?那麼地球與太陽之間的距離有幾光年?光從太陽出發到達地球約要 8 分 20 秒左右,換算一下,太陽到地球的距離約是 0.000016 光年。

所以你就可以知道處女座的這些星星與地球中間所隔的是一個難以想像的距離啊。如果這些星星能對你的個性有影響,那麼太陽對你個性的影響應該更強烈數萬倍,以至於這些星星對你的影響微弱到可以完全忽略不計。

那麼血型呢?血型對人格的影響至少還有那麼一點點根據。

我們人類的 ABO 血型基因位於第九對染色體之上,你從爸媽那邊拿到的是哪一條九號染色體,日後會影響你的 ABO 血型表現。

可是,我們的染色體上就祇有一個基因嗎?這答案當然是否定的。我們人類約有 28000 個基因,這 28000 基因分布在 23 對染色體之上,所以每對染色體可能含有上千個不同的基因。

當你從爸媽那邊拿到 ABO 血型基因時,你也順便擁有了同樣位於第九對染色體上的其他基因,打個比方,可能是『小心謹慎基因』,所以『血型與個性有關聯』這是有可能的。

當然,其實遺傳並沒有那麼簡單。影響我們個性的基因並不是全都位於第九對染色體之上,可能勇敢基因在第一對染色體、誠實基因在第三對染色體、合群基因在第十六對染色體……這些不在第九對染色體上的個性特徵就與血型的關係相當微弱了。

比方說,你與你的哥哥可能都從爸媽那邊拿到 IA 基因,也順便拿到了謹慎的基因,所以你與哥哥都是小心謹慎的 A 型。

但是在拿第一、三、十六對染色體時,可能你與哥哥拿到的就不一樣,結果你是一個 A 型、小心謹慎、勇敢、誠實又合群的人;你的哥哥卻是一個小心謹慎、愛說謊、不合群、懦弱的 A 型人。

因為有這些分布在不同染色體的個性基因,讓你很難將人依照 ABO 血型簡單的分為四種人格。

就算是在第九對染色體上的個性基因,也有可能因為突變的關係而造成改變,使得表現出來的個性與你所期望的不符合。

所以血型與個性的關聯可能是有,但是不同個體間的差異極大。這就讓你在看『從血型看個性』之類的書時,偶爾會覺得『對對對,我就是這樣』,另一些時間你會想:『沒有啊,我的個性不像書裡寫的啊!』

不過,至少血型對你的影響比數百光年外的星星對你的影響大多了。

韓國有位漫畫家畫了許多與血型有關的漫畫,我覺得還滿有趣的,有興趣可以去看一看。

相關網站

  1. 血型漫畫:韓國原作者網站
  2. 血型漫畫:台灣翻譯者網站
  3. 血型漫畫:真人演出版
  4. 天文學裡的星座百科

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