教育部國民中學學習資源網有關藍綠藻化石年代的謬論！4-7-2013周日

教育部國民中學學習資源網有關藍綠藻化石年代的謬論！

4-7-2013周日

    偶然間，逛到教育部國民中學學習資源網的網站，網站名稱以及網址如下：

1.    .生物的演化過程 - 教育部國民中學‧學習資源網

siro.moe.edu.tw/teach/index.php?n=0&m... - 頁庫存檔

演化與生物多樣性. 2.生物演化的理論 · 4. 形形色色的生物. 生物與環境. 3.能量流動 ... 線上補充教材 自然科第二冊 生物體的演化. 友善列印. 生物的演化過程. 補充教材 ...

http://siro.moe.edu.tw/teach/index.php?n=0&m=0&cmd=content&sb=4&v=2&p=803

    於主題9：生物體的演化單元三：生物的演化過程看到以下的敘述：

…目前發現的化石中，最早出現的生物是大約生活於35億年前的藍綠藻…

.生物的演化過程 - 教育部國民中學‧學習資源網

這應該是教育部的官方網站吧，不可思議的是，多少年過去了，仍以這樣的錯誤文字敘述，在誤導國家的幼苗！

另人不得不發：余豈好辯哉，余不得已也的浩嘆！

請網友先閱覽框框內教育部國民中學學習資源網的網站的內容：

現在位置： 首頁線上補充教材自然科第二冊生物體的演化 生物的演化過程 ·       補充教材 主題9：生物體的演化 單元參：生物的演化過程 一、生物的演化過程 科學家根據不同時代化石所提供的訊息發現，地球曾經歷了數次的大變動，每一次的變動都造成生物的群集大量的改變。當地球上的環境穩定時，生物開始大量繁衍出各式各樣的生物種類，而後因環境劇烈變動，生物種類大量滅絕消失，大滅絕之後存活下來的生物種類，又因環境恢復穩定而重新適應新的環境並開始下一階段的大繁衍，如此週而復始，形成了今日地球上的生物風貌。 目前發現的化石中，最早出現的生物是大約生活於35億年前的藍綠藻，藍綠藻生活於海洋中，構造簡單，細胞型態與今日之細菌類似，均屬於原核生物界的生物。但科學家根據化石的證據得知，絕大部分的化石，都出現在5.45億年前之後，而主要的生物演化現象也大多發生在此之後，於是科學家將此後的地球歷史時期分為古生代、中生代和新生代三個地質時代，而於5.45億年前之時代劃分為原生代、太古代與冥王代。 科學家依據化石所提供之證據，推論生物演化大致依循著以下幾個方向： ·       1.由構造簡單的生物演化到構造複雜的生物。 ·       2.由低等生物演化到高等的生物。 ·       3.由單細胞生物演化到多細胞生物。 ·       4.從水生演化到陸生(大多數生物依循此方向演化)。 ·       5.脊椎動物的演化方向 魚類－＞兩生類－＞爬蟲類－＞鳥類及哺乳類 ·       6.植物的演化方向 蘚苔植物－＞蕨類植物－＞裸子植物－＞被子植物

    藍綠藻(cyanobacteria)是五種光合自營菌中，唯一演化形成兩種光合系統的原核生物。如果依照教育部自己的說法：

生物演化大致依循著以下幾個方向：

·       1.由構造簡單的生物演化到構造複雜的生物。

那麼理當先演化出只有一種光合系統的原核細胞(因為構造簡單)像是厚壁細菌(Heliobacteria)、非綠硫菌(Chloroflexales)、綠硫菌

(Chlobiaceae)以及變形細菌(Proteobacteria)。

然後再演化出具有兩種光合系統的原核細胞(因為構造複雜)像是藍綠藻。

也就是說在同一段有關生物的演化過程的敘述，已經講得顛顛倒倒前後矛盾了！

    而「藍綠藻是最古老的化石」這樣的觀念又是從何而來的呢？顯然是來自以前的國立編譯館。

註：民國2011年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，還是那些編譯委員們在編譯！

    國立編譯館教科書編輯委員會的委員們，則是跟據

1980年，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 American》David 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，

到1993年Schopf教授又在〈Science Apr 30, 1993〉260:640-646上發表論文，加強他的理論並附上更多的圖。

Microfossils of the Early Archean Apex Chert: New Evidence of the Antiquity of Life

   首先請各位網友想像一下，在現在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，顯微鏡下看起來都會像微小的化石。

    第一點我們可以想到的是，標本的數量應不會太多，而且這些鑲嵌在遂石(chert)中的微生物標本，

1. 必需切成極薄的薄片(厚度為300μm)，

2. 然後再研磨數小時到透明狀，

3. 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。(也可以說是，現今的生化實驗是無法區分細胞膜上的光合系統，更遑論區分是光合系統I或光合系統II了)。

註：想進一步瞭解光合系統I或光合系統II的網友們，請參考 地球上最早出現的生命？地球上最早存在的化石？ http://acfold-1.blogspot.tw/2013/03/2013318.html

 

    各位網友們看一下圖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，由於蕭夫博士自己的著書立說，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，於是國中自然生物、地球科學的教科書，就出現了這樣的文字：「…目前發現的化石中，最早出現的生物是大約生活於35億年前的藍綠藻…。」！

    蕭夫博士(Dr. Schopf)文章，通篇未提及藍綠藻(cyanobacteria)特有的厚壁無氧氣的固氮胞器─異囊(heterocyst)；也隻字未提藍綠藻光合作用有關的類囊膜((thylakoid membrane)？只說找到的微小標本，大小跟藍綠藻相符合，就認定這是藍綠藻的微小化石(microfossils of cyanobacteria)。這樣的立論基礎是否太薄弱的些！也就是說只有形態的相似，而根本不知道生理、生化、更不用說分子生物方面是否有關？就縐然下定論。難怪許多專家認為這是個惡名昭彰(infamous)的實驗！

圖1. 蕭夫博士(Dr. Schopf)發表於1993年4月30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20～40μm，寬度約2μm的微小化石(Microfossils)是藍綠藻，是因為20～40μm這樣的長度，2μm這樣的寬度，已經超出大部份細菌的大小(size)，符合藍綠藻的大小範圍。

原文如下：Shapes interpreted as filamentous cyanobacteria. Size consistent with cyanobacteria.(are larger than most bacteria.)。

圖2. 由此圖可看出大部份的細菌(most bacteria)的大小，在1.0μm～10.0μm之間，明顯小於蕭夫博士(Dr. Schopf)論文中提到的藍綠藻的大小。

圖片來源：http://www.tokresource.org/tok_classes/biobiobio/biomenu/cell_theory/index.htm

 

    在下百思不得其解的是，曾在《Science》或《Nature》等一流科學期刊，發表藍綠藻化石演化出現時間的相關論文，有好多位專家學者，絕對不只蕭夫博士一位而已，為何其他專家學者的意見，國立教科書編輯委員會的委員們都視而不見？而獨衷一家之言，實在令人費解！

    例如2001年牛津大學(Oxford University)的Martin D. Brasier博士的團隊，來到西澳與蕭夫（Schopf）博士相同的採集地點(請參考圖3.)，而且做了更廣闊範圍的採集。Dr.Brasier團隊在做了更多，更精細的分析之後，發表論文認為那些蕭夫博士看來像是微小化石(microfossils)的結構，其實只是石墨(graphite)經長時間地質變化後的次級產物(secondary artefacts)而已。所以只能說是微小的結構(microstructures)，而非微小的化石(microfossils)。

圖3. Martin D. Brasier博士團隊發表在2002年3月7日〈Nature〉期刊論文的第一個圖。標明當年Dr.William J.Schopf採集標本的位置4及Dr.Brasier團隊他們的採集範圍1～9。

    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：

圖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。35億年前就已經出現藍綠藻化石，就演化來說會不會發生得太早了一些！

    各位網友請別忘記：

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)，一直到藍綠藻才演化形成兩個光合系統，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，進行所謂的有氧光合作用。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，教育部國民中學學習資源網上「…目前發現的化石中，最早出現的生物是大約生活於35億年前的藍綠藻…。」的說法！！