2020年6月4日 星期四

【古生物大小事】李世緯/生鏽的地球


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2020/06/05 第4710期
 
精彩內容
 
心情札記 【古生物大小事】李世緯/生鏽的地球
蝕鶼/我在養昆蟲
【青春名人堂】黃美秀/拼圖:一隻熊一個故事
 
 
 
心情札記
 
【古生物大小事】李世緯/生鏽的地球
李世緯/聯合報

陽光、空氣、水,我們今天來聊一下空氣,尤其是空氣中的氧氣。人沒有水可以活幾天,沒有氧氣大概只能撐幾分鐘,因此氧氣絕對是我們最迫切需要的元素(沒有之一)。但是你知道嗎,地球的大氣層一開始是沒有氧氣的,而那個時期的氧氣還是一種「劇毒」。

有氧而死的顛倒世界

距離今天大約二十七億年前,也許是因為板塊作用漸漸成形,地表出現了愈來愈多的淺海區域。充足的陽光誘發演化出了一種對後世影響深遠的生物--藍綠箘(或稱藍綠藻),一種能夠進行光合作用的生命形式。在此之前的生物,幾乎都只能以「吞噬」其他分子的方式獲得能量。對比之下,新發展出來的光合作用極具競爭優勢,它利用環境中充沛的太陽能,不僅能夠高效率地產生生物可以直接使用的化學能,還能合成生長所需的含碳有機物質。

不過,它卻也存在著一個致命的缺點:在光合作用進行的過程中,會產生一種代謝廢物--氧氣(兩個氧原子結合而成的氧分子)。這個活性極大的元素會到處激活被它遇到的物質(即氧化作用),比如會侵蝕與灼傷細箘的表膜,這對當時的生命世界來說可是一種毒殺。

距今二十七到二十三億年之間,這些在環境中漸漸冒出來的雙氧分子,造成了絕大部分經受不住氧化的生物的大量死亡。這個因為光合作用所造成地球首次的生命大滅絕事件,又被稱為「大氧化事件」。

我們都是溫室裡的花朵

悲劇還不只如此。當時的大氣層除了比較稀薄之外(僅有今天的二分之一到四分之一的厚度),其組成成分也跟今天截然不同。原始大氣層主要由甲烷、氨、氫等組成,其中含量很高的甲烷是一種高效率的溫室效應氣體,它可以保留住大氣層中由太陽輻射而來的溫度。然而,因為光合作用製造出來的氧氣非常容易跟甲烷反應,「燃燒」之後變成二氧化碳與水,但這兩者卻都只是低效率的溫室效應氣體,甲烷濃度降低導致地表急遽失溫,全球一下子進入了好幾億年的超級冰凍時期。生命經過了這幾個大事件(氧化與冰凍)的摧殘,固然造成了極大的損失,但也引領了生命進入另一個不可逆轉的發展。

大氧化事件影響到的細菌與所結的冰早就消失無蹤,可這個歷史事件卻在另一個角落留下了不可抹滅的證據:氧氣,這個活性氣體,能與地表隨處存在的鐵反應形成氧化鐵。在地層某個角落,一條又一條、一層又一層的鐵鏽,科學家把它稱為「條狀鐵層」(BIF),忠實地記錄下了這個時期。

從另外一個角度而言,二十幾億年來光合作用產生的,一點一滴累積起來的氧氣,其實第一時間都跟地表的鐵反應作用了。好比咬一口的蘋果快速轉紅「生鏽」一樣,似乎必須等地球表面的鐵原子一個一個都被餵飽了之後,氧氣分子才終於有餘裕游離到大氣層中。

在大氧化事件的二十億年之後,也就是離今天約六億年前,大氣層中氧氣的濃度飆升,到了足以供養大型生物的階段。有證據顯示,氧氣濃度對於大型多細胞生物的出現至關重要,因此氧氣濃度的飆升也跟後面緊接而來的「寒武紀大爆發」有著密切的關係。繽紛多彩的生物世界就此展開……

當我盡情地做有氧運動、當我享受著每一口清新空氣時,會忍不住想問那些躲在陰暗角落的厭氧細菌們,活在那個還沒有氧氣的地球是什麼感覺?如果說歷史是「我方的故事」(our story),那演化就是「我們的生存」,生存模式可是沒有統一版的。

蝕鶼/我在養昆蟲
蝕鶼/聯合報
那天一大早我拿著水盆想到前面花圃澆花,沒想到門一打開就見著一名戴著帽子、有些年紀的婦人,蹲在一大片非洲鳳仙花前拍照。婦人因為我的出現嚇了一跳,連忙起身要離開,但我告訴她:「沒關係,妳慢慢拍吧!」為了不打擾她,我又走回廚房忙其他事。

一會後,我再度走到花圃,婦人居然還在那兒。她笑笑地問我,這是什麼花,怎麼這麼漂亮?而且花叢裡摻雜了鮮橘色、粉紅色、紫紅色和白色的花朵,齊頭並進地長,自有一種亂中有序的美。

「這些鳳仙花是我女兒種的,它蜷成螺的紡錘形蒴果經碰觸後會將種子彈出,所以很快就自成一大片花海。」

婦人有些惋惜地說:「花很美,但中間長了好多雜草,妳怎麼不把它們拔一拔,是不是沒有時間啊?」

我搖頭:「那些草是我刻意種了給蟲吃的;那些蔓生的花,我也一點農藥都沒有施,妳看那裡還有芍藥開得嬌豔欲滴,我種這些植物為的是讓蜜蜂和蝴蝶們有個家,有個得以喘息的地方。」

她詫異地看著我,那表情好像在說:「妳種草、種花,居然是為了養蟲,還真是前所未聞!」

我繼續解釋:「以往這裡只要有第一朵花開,蜜蜂和蝴蝶就飛滿庭,但從去年開始,我看到的數量就大幅下降了。」

婦人更驚訝了,提高音量問:「為什麼?」

「因為暖化和農藥,昆蟲幾乎都死光光了。」

婦人愣了一會兒,才有些倒抽一口氣地說:「我、我聽我女兒說過暖化的事情……」那表情好像在描述一則謠言似的。

「我女兒說,暖化再繼續下去,地球的動物和植物都要滅絕了,最後人類也要遭殃之類的事,難道是真的?」

她疑惑地看著我,我篤定地回答她:「那不僅是真的,而且正在進行中。如果可能的話,妳回去也種一些植物吧。」

她若有所思地走了,我也若有所思地望著滿庭的花;沒有蟲咬痕的雜草,仍綠意盎然地隨風飄動著,一切彷彿風雨前的寧靜。

【青春名人堂】黃美秀/拼圖:一隻熊一個故事
黃美秀/聯合報
台灣除了玉山國家公園之外,另一個成功利用人造衛星追蹤台灣黑熊的研究位在大雪山森林遊樂區。相對於前者是台灣最大的國家公園,面積1054.9平方公里,大雪山森林遊樂區僅40平方公里,但轄區內的遊憩和鄰近地區的耕種開發等活動,有助於探討人類活動對於黑熊活動的影響。

台灣黑熊對人類活動敏感,研究捕捉並不容易。陷阱設置一個多月後,人造衛星發報器傳來陷阱被啟動的警訊,我們隨即調派人馬趕往現場。這隻母熊已有些年紀了(估計十至十五歲),重量七十八公斤,體全長一百四十九公分。乳頭色黑,看來已有繁殖紀錄。牠右前腳掌整個不見五趾,也不見如人般的大腳掌,一隻腳爪異位長出,讓人聯想到電影中「虎克船長」的獨臂金鉤。這樣的情況讓我們從原本發現熊的興高采烈中冷卻下來--這是玉山黑熊研究樣區以外的第一隻追蹤監測個體,具有特殊意義,可牠卻歷經苦難。

母熊主要活動於台八線以北之大雪山森林地區平石山林道區,谷關水庫上源之小雪溪和白冷以北東卯溪流域以東,涵蓋波津加和屋我尾山範圍,活動點位完全沒有橫跨到台八線以南。相對於同時期的其他兩隻追蹤的公熊來看,母熊最小凸多邊形活動範圍為27平方公里,不及公熊的十分之一。母熊活動核心位於大雪山森林遊樂區外側的南部範圍;換句話說,牠僅有五分之一的天數停留於保護區內。可見對四處趴趴走的台灣黑熊來說,防護罩光靠現有的保護區是不足的,還必須強健保護區外圍的棲地,其中甚至不乏人為活動頻仍的山林環境。

野外調查跑久了,總有「莫非定律」無所不在的感覺。追蹤不到一年的時間,次年九月底回傳的衛星定位資訊顯示,動物滯留在一處--若排除繁殖生產的可能性,那大概就是動物死亡或頸圈脫落。我們前往該處搜尋,沿著東卯溪上溯,切入沒有路徑、藤蔓糾結的密林裡,由於地形十分陡峭,除了得一邊開路,還得連抓帶爬或鑽前進,嚇壞了同行的法國攝影師。

因為高頻無線電訊號已經故障,無法使用三角定位,在好不容易抵達定位點附近後,只能憑運氣用肉眼搜尋。首先,我看到懸崖旁的數棵山黃麻樹幹上有熊爪痕,且樹梢上有枯葉折枝,顯示黑熊可能上樹吃樹葉或果實。痕跡約三個月內,樹幹上爪痕粗細皆有,粗者五公釐寬,細者僅兩公釐寬,推測為母子熊。在下坡時,我看到前方地上蘋果綠的發報器,大家一陣手舞足蹈歡呼--項圈外觀有些磨損,但整體完好;野外黑熊體型變化大,尤其母熊在育幼期間的體重耗損最明顯,可能因此導致頸圈先行脫落。

由於母熊自二月中旬起,至五月中旬期間,全日活動降自百分之十以下甚或零,加上幾乎沒有明顯的位移,推測牠可能是在產仔育幼。產仔期間,母熊會尋找隱蔽的地方生產,如樹洞或岩洞,而幼熊也得滿兩個月才有行走的能力。有趣的是,2017年1月8日森林遊樂區的監視器在凌晨拍攝到母熊與兩小熊,於子母車垃圾桶前翻食垃圾,現場遺留的一坨小熊排遺經遺傳檢定後,證實為母熊所生,如此也算水落石出了,母熊的故事拼湊完成。

事實上,育幼的母熊警覺性特別高,也會儘量避開高風險的地區,除非必要,否則不會隨便發動攻擊,常是稍有風吹草動便趕緊帶著小熊離開現場,避免不必要的危險。然而,前掌是黑熊重要的覓食工具,斷掌或斷趾勢必會為傷殘個體帶來一些程度的不便,如爬樹或獵捕等。母熊於育幼期間的營養需求特別高,若本因殘疾而競爭能力較弱,當再逢野外自然食物匱乏時,恐會為果腹奔波而不惜涉入人為活動頻繁的高風險區,這也是情勢所迫的不得已。因此,「黑熊友善社區」是熊保育的重要方向之一。

 
 
 
訊息公告
 
 
 
 
大小朋友都愛的打卡點 一溜而下拋開煩惱
站在將近10公尺的高坡上,剛剛爬坡時噗通噗通的急促被緩了下來。拉著滑草車的把手,在坡道前略帶緊張的雙腳,奮力一蹬,「啊!」那些煩得解不開的苦都瞬間被拋光了。

防疫在即!消毒產品別用錯
隨著新冠肺炎(COVID-19)確診人數不斷攀升,民眾也越來越恐慌,國內外各地開始出現物資搶購風潮。可是儘管囤了那麼多防疫物資,民眾對於各類型消毒用品的使用方法卻還是一知半解,究竟該如何正確使用,才能發揮它們的真正效用呢?
 
 
 
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