2013年3月30日 星期六

藍綠藻演化的是是非非?3-31-2013


 
 
 

藍綠藻演化的是是非非?

3-31-2013

一、與藍綠藻演化有關的生物、自然或地球科學考題:

2.有關化石的敘述,下列何者正確?
(A)動物活動所遺留下的痕跡無法形成化石
(B)鸚鵡螺因壽命很長故稱為活化石
(C)今日所燃燒的煤炭是古代植物形成的化石
(D)藍綠菌是最古老的化石所以是地球上最早出現的生物。
高雄市立陽明國中 96 學年度第2 學期第2 次段考一年級生物科試題

 

 1.  「目前地球上所發現的化石當中,以藍菌生存年代最早,約距今 30 多億年。」根據上面的敘述,下列推論何者正確?
()藍菌是人類最早發現的化石 
()地球可能有比藍菌更原始的生物化石,只是還未被發現 
()藍菌是地球上最原始的生物 
() 30 多億年前,原始生命出現為古生代的開端。
高雄市立英明國中九十八學年度第二學期第二次段考 一年級自然科試題

 

11推測海洋於39億年前出現,是由下列何項證據推得的時間?
(A)澳洲西部疊層石的化石定年得知的年代
(B)澄江生物群最早的似魚類化石的時間紀錄
(C)格陵蘭伊蘇阿最古老的沉積岩形成的時代
(D)澳洲西部發現的最古老火成岩礦物(鋯石)定年的年代
德光中學98學年度第二學期地球與環境科學科試卷 

 

 1. 目前發現最早的生物化石,是約生活在 30 多億年前的何種生物?
()細菌 
()藍菌 
()綠藻 
()三葉蟲。
宜蘭國中 99學年度 下學期 一年級第二次段考 自然科 考試卷

 

下列有關演化的敘述,何者正確?
 ( A) 生物演化趨勢體型是由小變大
B)地球上最早出現的生物是藍綠藻
C)生物群集後常有大滅絕,並不再出現新的群集
D)根據化石系列可說明生物演化的過程。
淡水國中九十七學年度第二學期第二次段考自然科試題

 

18.下列何者為目前發現最早古老的生物化石?
(A)黴菌          (B)藍綠菌
(C)細菌          (D)酵母菌。
高雄市立民族國中99學年度第二學期一年級生物科第二次段考試題

 

3. 下列化石與所代表的地質意義,何者錯誤? 
(A) 三葉蟲化石表當時是古生代的海洋環境 
(B) 巧人化石表當時是新生代的陸地環境 
(C) 恐龍化石表當時是古生代的陸地環境 
(D) 最早的藍綠藻化石表當時是古生代的海洋環境。

高雄市立陽明國民中學九十二學年度第二學期第二次段考三年級地球科學試題


 

16.下列敘述有關「生物在什麼時候出現?」,何者錯誤 
(A)利用尋找到最古老的化石推斷 
(B)目前發現最古老的化石形成時間約為35億年前 
(C)目前發現最古老的化石是在澳洲西部的沉積岩中找到的疊層石 
(D)疊層石由嗜氧生物-藍綠菌分泌黏液,混合泥沙所形成的層狀構造。
龍騰自命題
  解答  D
   解析   疊層石是由地球早期生物的代表藍綠菌分泌黏液,混合泥沙所形成的層狀構造。藍綠菌為厭氧生物,能行光合作用,製造氧氣。
新北市新店區私立及人高級中學101學年度第一學期高一基礎地科第一次段考

 

1.     有關化石的敘述,下列何者正確?
(A)
動物活動所遺留下的痕跡無法形成化石                                   
   (B)鸚鵡螺因壽命很長故稱為活化石
   (C)今日所燃燒的煤炭是古代植物形成的化石                              
   (D)由化石證據可知藍綠藻為最早出現的生物。
宜昌國中一○○學年度第二學期  第二次段考  七年級  自然與生活科技試卷
1.    下列有關地球上生命演化的過程,何者有誤?
(A)大約在35億年前,生命開始起源於海洋 
(B)6億年前,龐大的藻類族群開始進行光合作用,釋出臭氧 
(C)4億多年前,由於臭氧阻擋了紫外線,海洋生物開始向陸地發展 
(D)約在2億多年前,恐龍出現且迅速繁衍,立刻稱霸地球
台北縣立三和國中九十學年度第一學期第一次段考地球科學試題

二、藍綠藻演化的是是非非?

    由以上隨機上網選的國中或高中的生物、自然與生活科技、地球科學的十題試題中,明顯可看到:

「…化石證據可知藍綠藻為最早出現的生物。

目前發現最古老的化石是在澳洲西部的沉積岩中找到的疊層石。

藍綠菌是最古老的化石所以是地球上最早出現的生物。」

這些觀念仍根深蒂固的存在於某些國中或高中的生物、自然與生活科技、地球科學老師的心目中!

    藍綠菌是最古老的化石」這樣的觀念又是從何而來的呢?顯然是來自以前的國立教科書編輯委員會。

註:民國2011國立編譯館整編入中華民國教育部國家教育研究院編譯發展中心的教科書發展中心。但是換湯不換藥,還是那些寶貝在編譯!奈何!

    國立教科書編輯委員會的委員諸公們,則是跟據1980,洛杉磯加州分校(UCLA)的一位古生物學家Dr. J. William Schopf(蕭夫博士)及他的團隊,在澳洲西部一個當地原住民稱為Warrawoona Formation地方的岩層中,發現了一些蕭夫博士認為是類似藍綠藻的微小化石(Microfossils),而這些岩層非常古老,估計有三十四億六千午百萬年的歲月。隔年(1981)十月號的〈科學的美國人〉;〈Scientific AmericanDavid I. Groves 等人就以《一個早期蘊含生命的棲所》;《An Early Habitat of Life.》報導了此一發現,七年後蕭夫博士(Dr. Schopf)及他的研究生Bonnie M. Packer共同在著名的綜合科學期刊〈Science Jul 3, 1987〉上發表了一篇學術論文:

Early Archean(太古宙) (3.3-Billion to 3.5-billion-year-old) Microfossils from Warrawoona group, Australia

Science 237:70-72

1993Schopf教授又在〈Science Apr 30, 1993260:640-642f上發表論文,加強他的理論並附上更多的圖。

    首先請各位網友想像一下,在現今地質學家所謂的全新世(Holocene1萬年前~至今),要能夠採集到遙遠的太古宙(Archean Eon)時期,約35億年前的古微生物化石標本,是多麼不容易的一件事,取得古微生物化石標本後,還要能辨別鑑定它們的真偽,更是萬分艱辛困難!因為很多微小的東西都會混淆視覺。

    第一點我們可以想到的是,標本的數量應不會太多,而且鑲嵌在遂石(chert)中的微生物標本,必需切成極薄的薄片(厚度為300μm),然後再研磨數小時到透明狀,才能用光學顯微鏡來觀察。

    第二點就算現今生化、分子生物的技術突飛猛進、一日千里,可是到目前,古微生物學家所能做的實驗,仍只是解剖或形態上的大略辨識,而無法進行生化、分子生物方面精準的確認。

    請各位網友看一下圖1,這就是加州洛杉磯大學(UCLA)蕭夫博士(Dr. William J. Schopf)發表於1993年〈Science April,30 1993〉上論文的圖片,於遂石(Apex Chert)中發現的藍綠藻化石之光學顯微鏡照相及翻畫的圖。光憑這樣的型態觀察,蕭夫博士在1993年〈Science〉上的論文中提到,他居然可以區分出「11種」存活在35億年前的藍綠藻(cyanobacteria)種類,而圖1.是其中的若干種類。蕭夫博士(Dr. Schopf)文章發表之後,一開始大部份古微生物學家的態度是存疑的,一段時間之後,由於Dr. Schopf自己的著書立說,及一些古生物學家的推波助瀾,漸漸的,古微生物學家開始認為藍綠菌是最古老的化石」,是演化史上的金科玉律了。

    包括國立編譯館的編輯委員們也如此認定,於是國中生物、地球科學的教科書,就出現了這樣的文字:「最早的化石發現於西澳,是35億年前的藍綠藻化石。」

 


1. 蕭夫博士(Dr. Schopf)發表於1993430號《Science》期刊上論文的附圖。當時Schopf的論文提到,共發現11種的藍綠藻微化石,又提到,之所以認為這些長度約2040μm,寬度約2μm的微小化石(Microfossils)是藍綠藻,是因為長2040μm,寬約2μm,已經超出大部份細菌的大小(size)原文如下:Shapes interpreted as filamentous cyanobacteria. Size consistent with cyanobacteria.(are larger than most bacteria.)


2. 大部份的細菌(most bacteria)的大小,在1.0μm10.0μm之間,小於蕭夫博士(Dr. Schopf)論文中提到的藍綠藻


    在《Science》或《Nature》等期刊,報導藍綠藻演化出現時間這相關問題的論文,絕對不只蕭夫博士一位,為何其他學者的意見,國立教科書編輯委員會的委員諸公們都視而不見?而獨衷一家之言,實在令人費解!

    再舉一例比較之:同樣是國立機構,同樣有著優秀研究人員,台中市國立自然科學博物館,在生命科學廳的生命科學展場,不止一處的面版上標示如下:


3. 國立自然科學博物館,生命科學廳的生命科學展場面板─植物的演化。


4. 國立自然科學博物館,生命科學廳的生命科學展場面板─植物的演化第一欄的敘述,清楚的可以看到,當時佈展的專家寫著:「藍綠藻─三十億年前首先製造氧氣的植物。

    除了對最後的「植物」兩個字個人存疑以外!在下覺得在藍綠藻的演化方面,國立自然科學博物館的陳述,要比國中、高中生物、自然、地球科學教科書上的說法正確得多了。

    30億年前出現的估計值比較中庸而客觀,35億年前就出現,就演化來講發生得太早了!

    各為網友請別忘記:

 

    於演化的過程當中,五種能行光合作用的光合自營菌的光反應,是先分別單獨演化形成光合系統I(PSI)或單獨演化形成光合系統II(PSII)一直到藍綠藻演化出現才同時形成兩個光合系統,並且綜合在一起運作。
    而且一定必須要兩個光合系統的天線複合體共同匯集光能,才能有匯集足夠的能量來光解H2O,產生H、電子及O2,進行所謂的有氧光和作用。否則如只有一種光合系統(photosystem),匯集的光能僅能光解H2S產生H、電子及S而已。

    從這些光合作用的觀點來考慮,實在很難認同「藍綠藻為最早出現的生物或化石」的說法!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013年3月29日 星期五

四種巨大的魷魚(Big Squids)3-29-2013


 

 

 

 

四種巨大的魷魚(Big Squids)

3-29-2013

依照行政院農業委員會水產試驗所全球知訊網的資料:現存的頭足類動物(Cephalopods)共有43149685其中以魷魚佔大部分,計有23200230種。


依照中文維基百科:頭足綱Cephalopoda)是軟體動物門的一個綱。化石種類在一萬種以上,現僅存786,主要是各類烏賊和章魚。頭足綱動物為全部海生,肉食性,身體兩側對稱,分頭、足、軀幹三部分。頭部發達,兩側有一對發達的眼。足著生於頭部,特化為腕和漏斗,故稱頭足類。


跟據兩份不同來源的資料顯示,軟體動物門頭足綱的動物種類大約在700800種之間,而魷魚類(squids)約有250300種左右。

    試舉其中體長超過2公尺的四種巨大魷魚依其重量大小來排列討論:

一、大王酸漿魷魚(THE COLOSSAL SQUID學名:Mesonychoteuthis hamiltoni)為頭足類動物魷魚中最大的一種。

    大王酸漿魷魚全球捕獲的標本,不到十件。目前,最大最完整的標本是20072月紐西蘭漁船於南極Ross sea捕捉雪露鱈魚(Patagonian toothfish)時無意捕獲,重達495Kg的一隻龐然大物,跟著雪露鱈魚被拉上船,真的如諺語所說的:「螳螂捕蟬,而不知黃雀在後。」,不過這裡的「螳螂」可是一隻超級巨大的「雌性幼年大王酸漿魷魚」。

    魷魚專家估計牠只是一隻幼年的雌大王酸漿魷魚,成年後的個體有多重,目前只能估測,因為沒有實際的標本可供依循。

    495公斤的驚人體重仍屬幼年魷魚,魷魚專家估計成體可能超過1,000

    斤。

    自然棲所僅存在於南極海域。

    1.為捕獲幼年雌大王酸漿魷魚時的照片。

    2.為製成的標本,現保存於紐西蘭威靈頓國立自然科學博物館中。


1. 南極Ross sea捕捉雪露鱈魚(Patagonian Toothfish)時無意捕獲的495公斤重幼年大王酸漿魷魚。



2. 幼年大王酸漿魷魚,現保存於紐西蘭威靈頓國立自然科學博物館中(威靈頓Te PaPa國家博物館)



3. 像許多魷魚般,大王酸漿魷魚具有發光器官(Light Organs or Photophores),大王酸漿魷魚的發光器官,位於眼球後上方,呈長條狀。


二、大王魷魚(THE GIANT SQUID學名:Architeuthis)

    英文維基百科上說雌性大王魷魚最長13公尺;雄性大王魷魚最長10公尺;大王酸漿魷魚則估計是14公尺,這樣的說法,該是較保守的估計。

(英文版維基百科的大王魷魚長度和重量的參考來源,應是來自紐西蘭籍的一位魷魚專家Dr. Steve O’Shea 2003年的論文。)

    也有很多網頁引用以下的文獻,其中提及最長的大王魷魚長18公尺:

Clarke, M. R. 1969 A review of the systematics and ecology of oceanic squid.

Advanced Marine Biolology 4, 91–300.

    倫敦自然歷史博物館達爾文中心的資料:大王魷魚雌性成體約15公尺長;雄性成體約10公尺長。

    但也有些國內國外的網頁,說大王魷魚最長超過20公尺,那可能就有點言過其辭了。

    英文維基百科有一份資料,名稱叫《List of Giant Squid Specimens and Sightings》將1545年~20118月數百件大王魷魚的標本(Specimens)全部做了整理歸納,最後的看法跟英文維基百科一樣:

 
大王魷魚最長的身體長(Maximum Body Length)
雌大王魷魚
13公尺
雄大王魷魚
10公尺

   大王魷魚之所以如此長,主要是由於牠有兩根佔了身體總長度三分之二的覓食觸腕(Feeding Tentacles)


4. 大王魷魚之所以如此長,主要是由於牠有兩根佔了身體總長度三分之二的覓食觸腕(Feeding Tentacles)


大王魷魚以及大王酸漿魷魚兩種魷魚的異同列表如下:

項 目 (Items)
        
大 王 酸  漿   
學 名 (Latin name)
Architeuthis 
Mesonychoteuthis hamiltoni
俗名 (Common name)
Giant squid
Colossal squid
長 度 (Length)
1013公尺
14公尺
重 量 (Weight)
200~300公斤
500公斤以上
      
(Dimension of eyeball)
25~30公分
或排球大小
35公分
或餐盤大小
發光器官(Light Organs Photophores)
不詳
有,位於眼睛上方
          
         
        
棲 所 (Habitat)
500~1500公尺之深海
500~2000公尺之深海
    (Tentacles)
     
上有能旋轉之倒鉤

  法國巴黎自然歷史博物館,將紐西蘭水紋及大氣研究所送的6.2公尺長,名稱為「Wheke」的大王魷魚,脫水注入樹脂(resin),製成獨樹一格的大王魷魚標本,於2008328日公開展示,這是全球首次將大王魷魚標本如此處理,可是也因為脫水塑化(plastinated)的關係,標本縮短了2.5公尺,除了此一缺點外,不需保存液,與觀眾之間零距離,似乎是展示大王魷魚的一種不錯的選擇。


5. 法國巴黎自然歷史博物館中塑化展示的大王魷魚「Wheke」。


三、Taningia Squid

1. 目前捕獲最大的標本:外套膜(mantle)1.7公尺─這已是成人的身高了!

   全長2.3公尺,體重161.4公斤。


6. Taningia 魷魚(Taningia danae)的標本。

2. 一般的魷魚十隻觸腕(tentacles)Taningia魷魚成體只有8隻觸腕。

3. Taningia魷魚擁有深海動物最大的發光器官(Light OrgansPhotophores)

   位於兩隻觸腕上,約檸檬大小。


7. Taningia魷魚擁有深海動物最大的發光器官(Light Organs

     Photophores),位於兩隻觸腕上,約檸檬大小。

四、洪堡魷魚=紅色魔鬼(Humboldt Squid Dosidicus gigas)

1. 洪堡魷魚自然棲所與在東太平洋洪堡寒流海域相關而得名,它們體型龐大,最大可達2.1公尺,以捕食其它海洋動物為生。


8. 起源自南極的東太平洋洪堡寒流(Humbolt Current)


2. 洪堡魷魚習慣成群捕食,數量高超過1000隻,它們通過快速變化自己身體的   顏色,和同伴相互交流。科學家認為洪堡魷魚智力發達,而且具有複雜的交

   流方式。


9.洪堡魷魚(Humboldt Squid)正在噴射墨汁。


3. 洪堡魷魚的每隻觸腕(tentacles)上都佈滿了幾丁質(chitin)的吸盤(suckers),可以將獵物輕鬆地拉近喙(beak)裡。在捕食時用上所有的觸腕,通常10隻觸腕會形成圓錐狀快速向前接近目標,當距離達到攻擊範圍,牠們會張開8條的觸腕,對目標形成包圍網,剩下的兩條帶有幾丁質吸盤的觸腕,則繼續伸長。當伸長的兩條觸腕抓到獵物後,迅速將其拉回至喙中。

4. 洪堡魷魚跟大王魷魚一樣具有3個心臟、血球內含著血藍素(hemocyanin)之藍色血液,溝通方式之一,是使用牠們位於皮膚上的發光器官。

5. 白天最深可潛至1,000公尺海深覓食;晚上則位於海面,是一種垂直遷徙(vertical migration)的動物。