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2013/04/27  |  第247期  |  訂閱/退訂  |  看歷史報份 
編輯推薦 身披羽毛的霸王龍祖先──華麗羽王龍
斷尾海豚重生記
名家專欄 保持距離,以策安全
科學人新聞 大麻形象好轉中?
本月活動 【2013茂迪關懷系列科普講座】玩科學轉動孩子想像力
身披羽毛的霸王龍祖先──華麗羽王龍
撰文/徐星
暴龍家族中的明星成員──霸王龍,體表究竟長得什麼樣子?從中國遼寧出土、身上帶有羽毛的帝龍和羽王龍,或許可以一窺端倪。

重點提要

■我們熟知的暴龍家族,是體型巨大、孔武有力的一群恐龍,其中以生長在白堊紀晚期的霸王龍最為人所知。

■大量出土的暴龍化石,已讓我們了解牠們的體型骨架,但對於外表卻一無所知。

■近年來在中國遼寧出土了兩種更原始的暴龍──帝龍和羽王龍,身上都長了羽毛。據此可以推測,霸王龍可能也是毛茸茸的!

說到霸王龍(Tyrannosaurus rex),幾乎沒有人不知道,包括那些對恐龍不感興趣的人。

霸王龍是暴龍家族中最著名的成員,有關牠的任何資訊都會引發恐龍迷的關注。霸王龍最喜歡的食物是什麼?霸王龍奔跑速度有多快?霸王龍的咬合力道有多強?科學家透過研究數千萬年前形成的化石,正逐步為我們復原出活生生的霸王龍。然而,面對這樣一個著名物種,我們卻無法回答這樣一個問題:牠的外表到底是什麼樣子?

近年來,中國遼寧西部以及附近地區,發現了大量帶羽毛的恐龍化石,這些化石告訴我們,許多恐龍體披羽毛,但也有化石顯示,一些恐龍體覆鱗片。那麼,霸王龍是像其他爬行動物一樣體覆鱗片?還是像鳥兒一樣體披羽毛?1998年,我們在遼寧找到了和這個問題相關的化石。

1998夏天,我與同事來到遼寧北票市一個叫四合屯的小村子,進行化石發掘工作,期間住在一個蔡姓農民家裡。某一天晚上,有位當地農民來到我們住處,寒暄幾句後,給我們看了一件產自附近的化石。標本非常破碎,令我們失望,不過,在標本保存的下頜和尾椎部位附近,有絲狀的原始羽毛,讓我們感到非常興奮,這意味著,我們可能發現了一種新的有羽毛恐龍。

2000年,我應邀赴美國弗羅里達州參加一場鳥類起源研究的國際學術研討會。在會議上,我介紹了這件新的帶羽毛恐龍化石,指出標本上保存的原始羽毛像現代羽毛一樣,是分叉的。與會者興奮不已,問我新標本屬於哪類恐龍。非常遺憾的是,我當時無法給出確切的答案,主要原因在於化石非常破碎,缺失了很多資訊。

穿著羽絨衣的帝龍

三年以後,我找到了答案。

遼西的恐龍化石大多數產自大約1億2500萬年前形成的頁岩當中。從化石保存的角度,這樣的保存方式有利有弊:頁岩非常細膩,因此容易保存軟體組織;但頁岩也壓扁了恐龍化石,喪失了許多形態學資訊,導致我們很難確定這些化石所屬的類群。像著名的尾羽龍和原始祖鳥,最初發現時並沒有被歸入竊蛋龍類,原因之一就是化石的近二維保存狀態。more

斷尾海豚重生記
撰文/安西斯(Emily Anthes) 翻譯/林慧珍
一隻意外失去尾鰭的瓶鼻海豚,在新穎義肢的幫助下,游出了新希望。

重點提要

■一頭名為溫特的瓶鼻海豚因為誤觸捕蟹籠而失去尾鰭,只好像魚一樣左右搖擺身軀來游泳,造成脊椎側彎。

■兩位義肢矯具師決定幫溫特打造全新的尾鰭,這是過去從來沒有人過做的事。過程當中,他們發明了一種新的凝膠。

■現在,溫特的人工尾鰭幫助她伸直脊椎,而「海豚凝膠」緩衝墊也能用在人類身上。

2005年12月,瓶鼻海豚溫特(Winter)只有幾個月大,她與母親一起在美國弗羅里達州中部大西洋沿岸的蚊子潟湖(Mosquito Lagoon)中游泳,卻不知怎地,被捕蟹籠纏住了。一名眼尖的漁民發現掙扎中的她,並向野生動物救援隊呼救,志工們將這頭海豚輕輕放在擔架上,搬離水中,載送到弗羅里達州的清水海洋水族館。

抵達水族館時,她已精疲力竭、全身脫水且有多處割傷,狀況很糟。她幾乎不能游泳,訓練員必須站在水中陪她,把嬌小的身軀固定在水中,沒有人知道她能否撐過當天晚上。但她活了下來,不但熬過了第一晚,也熬過了第二天。

救援小組用奶瓶餵她,24小時不分晝夜照顧,終於讓她逐漸恢復健康。溫特開始穩定下來,但其他的問題出現了。捕蟹籠上的一根繩索緊緊勒住她的尾鰭,切斷了血管,造成尾鰭組織壞死:皮膚開始脫落,尾鰭也開始腐爛。有一天,溫特的照護員在水池底發現了溫特的兩截脊椎骨,溫特越來越強壯,但她的尾鰭顯然已經一去不回。

新世代動物義肢

不過溫特對此一無所知,她很幸運,因為她出生在21世紀,對身體有殘缺的動物來說,能得到的協助再齊備不過,從碳纖維複合材料,到靈活、可變形的塑膠,我們能幫會飛、會走或游泳的患者設計各種義肢,義肢矯具師已成功為老鷹製作出新的人工鷹喙、為海龜製作人工外殼,以及為袋鼠設計人工腳。

如果說在動物身上裝置感測器和標記,有助於人們擬定保育策略,拯救整個物種,那麼人造尾巴及腳爪等,則代表另一種保育物種的方式:它是一種為不幸的動物提供支持的方法。並非每一種動物都適合裝設義肢(事實上,義肢矯具師面臨的挑戰之一是必須確定,對於那些與人類看起來相當不同的動物來說,最好的義肢是什麼),不過只要我們弄清楚之後,這些量身訂製、個別設計的裝置,能讓我們在緊要關頭助這些動物一臂之力。

清水海洋水族館位於弗羅里達州墨西哥灣海域的一座島上,從大廳拾階而上,有個開放的露台,中間是一座大水池,兩頭海豚在池中嬉戲。要找到溫特相當容易,因為她缺少完整的長尾鰭,只有個微微捲曲的殘肢,像個逗號,掛在她身上。

儘管只有個短短的尾鰭,溫特還是相當自在地在水中滑行玩耍,跟其他鯨豚同類沒有兩樣。她已經能運用一些特異的游泳技巧來適應獨特的身體。海豚通常利用牠們的胸鰭來平衡,但溫特會「作弊」,把胸鰭當小槳來用。由於溫特缺少正常海豚那一對鉤狀的尾鰭,因此無法正常向前推進。於是,她自己學會像魚一樣游泳,把身體左右擺動,而不是像一般海豚一樣上下搖擺。不幸的是,像魚一般的游泳姿勢讓溫特的脊椎承受不當的壓力,造成不自然的彎曲。

在溫特獲救後的幾個月內,她的照護者開始擔心,她奇特的游泳方法會造成永久性的傷害。2006年9月,水族館的一名主管在接受國家公共廣播電台訪問時提到這件事,電台播出這段溫特的報導時,一位名叫卡洛爾(Kevin Carroll)的義肢矯具師開車前往他位在奧蘭多的辦公室,正好聽到了這段廣播。一聽到溫特的傳奇故事,他便想到:「我可以幫那隻海豚裝個尾鰭。」more

 
保持距離,以策安全
撰文/麥森(John Matson)翻譯/洪艾彊
小行星經常和地球擦身而過,但數據顯示撞擊地球的可能性很低。

當大多數美國人還沉睡在夢中時,一顆曾經威脅地球的小行星再次進入內太陽系。這顆直徑300公尺的小行星阿波菲斯(Apophis)於今年1月9日造訪地球附近,雖然路徑遠在月球軌道之外,但自從2004年首次發現它時引起大眾對小行星撞地球的恐慌以來,阿波菲斯不曾像這次如此接近地球。

雖然進一步的觀測已經使我們暫時卸下對阿波菲斯的擔憂,但是它在2029年的軌道將會更接近地球,距離僅有約3萬5000公里,即便到了2036年左右,也還有些微的機率對地球造成威脅。

這是近地小行星中常見的案例,其中最麻煩的,是有些具潛在威脅的小行星。因為小行星的軌道並不穩定,除非能有較好的觀測以減少不確定性,否則我們無法完全排除它撞擊地球的可能。

這正是天文科學家日以繼夜在做的事,目前正受到密集監控的是將在2040年造訪地球的小行星2011 AG5。這顆直徑140公尺的大石頭是兩年前發現,是目前在杜林災難指數榜上,等級高於0的兩顆已知小行星之一。這個指數把所有彗星和小行星,依照它們對地球可能造成的影響分成10個等級(阿波菲斯屬於0級)。2011 AG5小行星的只有1級,這意味它直接撞上地球的機率「低到不需要告知或引起大眾注意」,不過它仍然與將在2048年造訪的小行星2007 VK184(撞擊機率是1/1820)並列為榜上有名的恐怖份子。

所幸根據2012年12月公佈的數據,小行星2011 AG5的威脅已經解除。去年10月一整個月,夏威夷大學的天文學家陶倫(David Tholen)和同事密切追蹤這顆小行星,以便精確計算它未來的軌道。最新數據顯示,小行星2011 AG5頂多接近地球到90萬公里的距離,陶倫說:「重點是,2040年不會發生小行星撞地球的災難。」more

 
大麻形象好轉中?
撰文/穆易爾(Melinda Wenner Moy 翻譯/林雅玲
許多美國青少年認為:吸食大麻沒有風險!

雖然美國青少年抽菸的比例不高,不過有很多人會吸食大麻,而且越來越多人認為這沒什麼不好。2012年12月,美國國家藥物濫用研究所「監測未來計畫」發表研究顯示,美國高三學生只有44.1%認為經常吸食大麻有害處,是1973年以來最低的比例。這也許能解釋為何2012年美國高中生有1/3以上吸過大麻,而且每15名高中生就有一人每天吸食。

美國社會普遍接受醫療用大麻,可能是造成青少年態度改變的原因。1996年以來,美國18個州以及華盛頓特區一直讓醫生合法開大麻處方給成人。2012年11月,科羅拉多州和華盛頓州首度開放21歲以上民眾使用大麻。領導監測未來計畫的密西根大學教授強斯敦(Lloyd Johnston)表示:「對於風險認知的改變,很可能是因為醫療用大麻獲得普遍背書。」

然而,青少年吸食大麻的風險比成人高。2012年8月杜克大學和其他機構共同發表了一個為期25年的研究,指出重度使用大麻可能會造成青少年永久認知損害。大麻成癮確診的青少年或成人受試者(介於13~38歲)智商低了8分,研究人員已經考慮了其他藥物成癮、精神分裂症和教育程度等變因。(戒掉大麻能讓智商成績稍微提高。)此外,吸食大麻的青少年在成年後,智商並沒有恢復正常。

吸食多少大麻才有害?領導該研究的杜克大學臨床心理學家麥爾(Madeline Meier)表示:「難以確認。」因為大麻品質不一,效力也不同,無法精確測量吸食量。但很明顯的是,大麻容易傷害青少年的腦,所以他們最好聰明一點:戒掉大麻,並且保持這個智慧的選擇。more

 
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