重點提要

■企鵝是很不可思議的鳥類，牠們不能飛行，卻是游泳和潛水專家。

■長久以來，演化生物學家一直很想知道，企鵝如何演化出這些奇怪的特點？有些種類又如何能克服南極的惡劣寒冷環境？

■近來對化石的一些研究，終於讓研究者能夠拼湊出企鵝的演化歷史，顯示出能讓牠們抵禦寒冷的一些特點，其實是在溫暖環境下演化出來的。

■雖然企鵝順利挺過6000萬年來的氣候變遷，但牠們的適應能力可能無法應付現今的暖化狀況。

南極洲進入11月，冰原逐漸融化。過不了多久，帝王企鵝就會群起出海捕魚。值此南國的夏日時分，牠們會游進嚴寒的南大洋，潛入超過450公尺深的海洋深處，搜尋魚類、烏賊和磷蝦大快朵頤，以準備踏上前往內陸的長征，抵達冬天的繁殖地。等到出發的時刻來臨，牠們會跳出水域、回到冰上，於是在海與冰之間的那段短暫時刻，是唯一一段時間能讓企鵝體驗到大多數鳥類視為理所當然的行為：在空中飛行。

的確，帝王企鵝和其他企鵝都是很奇特的鳥類。牠們像所有鳥類一樣，擁有羽毛、翅膀、嘴喙，也會產卵，不過企鵝又展現出另一些特點，使牠們很明顯有別於其他有羽毛的同類：牠們的翅膀已演化成鰭肢以便游泳；如同註冊商標的晚禮服羽色可提供偽裝效果，以躲避來自上方與下方的掠食者；緻密的骨骼可為潛水時提供「壓艙物」；粗短的雙腳可在水中操控身體的行進方向，也讓牠們在陸地上搖搖擺擺走得好可愛（也可以有效節能）。多虧有這些特點，企鵝才能征服海域，而且有許多種類（包括帝王企鵝）能夠克服地球上最嚴酷的環境之一。

長久以來古生物學家一直很想知道，這些奇特的鳥類究竟何時演化出來？又是如何擴及整個南半球？而過去10年間研究化石所得的新發現，有助於重建出企鵝的演化歷程。結果發現，企鵝的許多特點是在很溫和的環境中形成的，而非人們想到企鵝時總會聯想到的惡劣、酷寒環境，但是有那樣的演化史，並不能讓企鵝面對未來的暖化氣候時提高存活的機會。由上述的新發現可以清楚看出，企鵝有這樣的生物特質和地理分佈，反映出過去數千萬年來大陸漂移、氣候變遷和天擇之間的複雜交互作用，也凸顯出面對快速的氣候變遷效應，現代的企鵝是很脆弱的。more

2010年，我在美國國家廣播公司「新聞現場」電視特別節目中，協助重複了一些經典的心理學實驗，其中之一是米爾格蘭於1960年代所做的知名電擊實驗。我們完全依照他的實驗步驟進行：受試者先讀一連串成對的字詞給「學習者」聽（由演員泰勒扮演），然後受試者再唸出成對字串的頭一個字，要泰勒回答另一個字；如果泰勒答錯了，會有權威人士（由演員傑瑞米扮演）命令受試者操作一個有許多開關的盒子給予泰勒電擊，強度從15伏特一路上升到450伏特（事實上並沒有通電）。在米爾格蘭的原始實驗中，有65%的受試者會一路做到底。由於我們只有兩天時間錄製這段節目（讀者可 上網觀看這段實驗的紀錄影片），因此只用了六位受試者，這些人以為自己是參加新的真人實境秀「好痛！」（What a Pain !）的試鏡。

米爾格蘭實驗的結論，是說人容易受到環境制約，盲目地服從權威，甚至因此犯下惡行。但我們的實驗結果卻不同：我在實驗的每一步都看到受試者表現出強烈的遲疑及良心不安。第一位受試者艾蜜莉在得知實驗流程時就選擇退出，她帶著緊張的笑聲說：「這不是我的菜。」第二位受試者茱莉在給予泰勒75伏特電擊、聽到泰勒呻吟時抗議：「我不想繼續了。」傑瑞米堅持：「你沒有選擇，我要你繼續直到實驗結束。」無視我們演員冷酷權威的命令，茱莉仍堅守其道德底線：「抱歉，我不想繼續。我可以看到結果會是怎樣，我只是...我不要...我想我可以，我想我可以離開了。」當節目主持人韓森問她當時心裡是怎麼想的，茱莉的回答提供了抗拒權威的道德看法：「我不想傷害泰勒，所以我只想離開。我氣自己竟然給了他五次電擊。泰勒，我很抱歉。」

第三位受試者拉蒂法在給予120伏特電擊時開始苦惱，到了180伏特時則坐立不安。當泰勒發出「啊！啊！我要出去！我拒絕繼續！讓我離開！」尖叫時，拉蒂法向傑瑞米提出如下道德請求：「我曉得感到疼痛的人不是我，但我聽到他尖叫並要求離開，那就像是我的本能直覺在說：『停止』。因為你在傷害人，除了說是為了節目需要，你不曉得是為了什麼。」傑瑞米冷酷地命令拉蒂法：「請繼續。」到了給予300伏特電擊時，拉蒂法明顯出現顫抖，於是韓森走進現場中止了實驗，並問道：「傑瑞米是怎麼樣說服你要繼續下去的？」拉蒂法給了我們一個服從心理學的眼神說：「如果我停下來的話，我不曉得會有什麼事發生在我身上。他就是...他沒有感情。我怕他。」more

澳洲的紅背細尾鷯鶯是小型食蟲鳥類，實行一夫一妻制，配對後會待在一個家族團體裡。但是牠們也有混雜的性關係，鳥巢裡養育的很多後代都不是雄鳥親生的。

當有這些其他的性關係存在時，會造成多隻雄鳥競爭少數母鳥。性競爭會塑造性訊號，例如羽毛，可能是物種形成的驅力；對人類演化而言，這種性擇也非常重要。

我們研究的細尾鷯鶯，雄鳥有兩種外形：擁有鮮亮的紅黑色羽毛，或是土褐色羽毛。羽毛顏色受生長時的激素調控，而繁殖季節前的社交行為顯然會影響激素分泌。階級相對較高的雄鳥，體內的睪固酮濃度也較高，會發育成亮麗的雄鳥；但如果牠得到的是負面的社交回饋，例如雌鳥不理不睬或者遭其他雄鳥攻擊，睪固酮便會下降，就發育為顏色黯淡的雄鳥。

紅黑色的雄鳥可以繁殖更多幼鳥，但是長得黯淡卻是不受雌鳥青睞的雄鳥最好的選擇：牠們沒有交配的機會，因此不必浪費能量在求偶所需的鮮豔表現型上。不過羽毛顏色並非永遠不變，只要等個一到兩年，一旦情況好轉，牠們也會長成亮麗的雄鳥。more

要使東西不易碎的秘訣，在於使它碎得澈底一點，至少在微觀尺度下要如此。像玻璃一樣脆的材料破碎時，只有沿著碎片斷面的分子參與，碎片內部幾乎不受影響。為了降低脆性，研究人員設計新材料時，應該要使應力可以傳播到斷面之下，才能有效阻止裂紋蔓延，讓物體從一剛開始就不容易斷裂。

美國哈佛大學的鎖志剛和合作者根據這個原理，發展出一種稱為水膠（hydrogel）的材料，成份是水和由長鏈高分子聚合物組成的網絡結構，後者類似蓋房子時使用的鷹架。鎖志剛的水膠具有橡膠特性，拉伸至原來的20倍也不會斷裂。相比之下，鎖志剛說：「一般的橡皮筋只能撐到六倍長。」這種新材料同時還具備顯著的韌性，能夠承受壓力、張力或衝擊而不斷裂。要弄斷這種水膠，所需的能量大約是類似材料的10倍。

以前的水膠比較缺乏韌性，容易像豆腐一樣碎開。鎖志剛設計的秘訣，在於水膠的鷹架包含了兩種不同的高分子。第一種來自藻類的碳水化合物長鏈，是由兩條單鏈分子藉著帶正電的鈣離子，像拉鍊般配對組合而成。次要的鷹架材料則是藉由強力的鍵結搭建起來的合成高分子網絡。當這個新材料受到外力衝擊時，能量主要消耗在破壞藻類衍生的拉鍊結構，使鈣離子重新溶解到水中，次要的網絡會把剩餘的應力從裂紋表面分散到廣大的材料內部。 more