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2019/04/02 第115期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團
 
編輯的話 獅子的鬃毛大有學問!
本期主打 獅子鬃毛不簡單!
好文推薦 土星正在吃自己的甜甜圈
快樂人猿天堂-西必洛人猿庇護中心
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獅子的鬃毛大有學問!
郭雅欣
草原上的動物誰最帥?如果我們辦一場選拔大賽,獅子想必會獨占鰲頭吧!原因就在於牠那頭瀟灑的鬃毛,看起來特別英俊挺拔。你知道獅子為什麼會有鬃毛嗎?而且黑色鬃毛的獅子比棕色的更能吸引母獅青睞,這又是為什麼呢?是「演化」造成的。演化是種很神奇的力量,現在的動植物們會有這樣的樣貌、特徵或本領,都是演化造成的結果。一起透過〈獅子鬃毛不簡單〉,來感受演化如何操控主宰這個世界吧!

投稿囉!《科學少年》邀請老師同學一起在課堂上閱讀《科學少年》,不但可以獲得有趣的科學知識,還能一起參加投稿活動拿贈品!這麼好康的活動就等你來參與!詳見下方「活動專區」。

 
獅子鬃毛不簡單!
撰文/曾彥誠、企編/吳欣庭、許雅
擁有濃密鬃毛的雄獅看起來雄壯威武,而沒有鬃毛的雌獅看起來身手靈巧。你可能以為鬃毛是雄獅必備的特徵,但其實在歐洲的舊石器時代岩洞中,史前人類所畫的壁畫裡,雄獅並沒有鬃毛,表示當時的環境裡存在著沒有鬃毛的獅子!原來雄獅的外形經過長年的演變,才統一成現在這樣擁有鬃毛的模樣。

如果你更仔細觀察,還可能發現有些雄獅的鬃毛是黃色或棕色,有些則是黑色。迪士尼動畫《獅子王》的主角辛巴就有一頭紅棕色鬃毛,牠的叔叔刀疤的鬃毛則是黑色的。刀疤在動畫中狡猾又落魄,不過現實情況與動畫相反,擁有黑色鬃毛的獅子才是身強體健的獅子王,不僅其他雄獅看到會怕,更是雌獅眼中的萬人迷!

究竟獅子為什麼會擁有鬃毛,而且黑色鬃毛特別受歡迎呢?這其實都是因為「演化」的關係,繼續看下去就知道!

天擇──適者生存

以前的獅子並沒有鬃毛,但後來雄獅卻都有鬃毛,這是牠們逐漸演化出來的特徵。不只獅子,世界上各式各樣的生物在時間的長河中也都曾改變樣貌,使得某些特徵消失、某些特徵保留,或發展出新的特徵。接著,有的生物滅絕,有的演變出新物種,形成今天多采多姿的大自然,這就是演化。

不過,為什麼會有演化呢?

天擇促成了演化

地球從誕生至今,環境不斷變化,原本是大海的地方成為陸地,原本覆蓋冰雪的地方成為草原,而地球上的生物,就必須配合環境變化才能存活下來。在環境中具有優勢的生物存活率高,可大量繁衍,把自己的特徵傳給下一代;處於劣勢的生物則會被淘汰。經過一段時間,環境再次改變,生物面臨新環境的挑戰,又會有一批生物存活、另一批淘汰。這種生存環境對生物的選擇和淘汰,叫做「天擇」,是促成演化很重要的力量。

在天擇的力量下,有三個因素會造成演化,第一是遺傳,第二是生物之間的差異,第三是突變。

遺傳是指上一代把特徵傳遞給下一代,例如我們會和父母長得像,是因為父母把他們的特徵遺傳給我們。但子代和父母不會完全一樣,而會同時繼承來自父親和母親的特徵,所以子代之間會有差異,也就是彼此身上的特徵不盡相同。

不同的特徵對環境的適應程度不同,如果環境發生變化,本來有利的特徵可能會變得不管用。例如有一對住在寒冷地區的動物兄弟,哥哥長了比較厚的皮毛,而弟弟的皮毛比較稀疏,本來在寒冷的氣候裡,哥哥適應較好,不過一旦氣溫忽然變很高,哥哥就會無法適應,而原本較弱勢的弟弟,反而能適應炎熱的新環境。

除此之外,在遺傳過程中偶爾還會發生意外──基因突變。雖然基因突變通常會使生物出現異常或生病,很快遭到淘汰,但有時也可能讓生物適應得更好,而得到這種特徵的後代就會迅速拓展。在天擇之下,特徵並沒有絕對的好壞,長最高的不一定最適合生存,眼睛不好也不代表很難活下去。最適應所在環境的特徵就能留下來,也就是「適者生存」。

為生存而戰

生物不但要適應環境改變,彼此之間還要競爭。當自然環境良好,生物族群的數量會逐漸增加,但食物、水、生活空間等資源卻是有限的,所以為了生存就必須競爭,為了競爭,生物會演化出不同的特徵。例如掠食者為了獵捕而演化出利爪、利牙等,獵物為了躲避追捕而演化出殼、甲,或快速逃竄的能力等等。

獅子、豹、老虎及家中的貓咪,全都是貓科動物,牠們在久遠以前擁有共同的祖先,後來散布在世界各個角落,歷經天擇而演化成不同的物種。早期的獅子因為有食物不足的壓力,所以演化出碩大的體形、銳利的爪子、靈活的前肢和適合撕咬的牙齒,並且過著群居生活。

獅子的鬃毛也是一種生存策略!

獅子原本沒有濃密的鬃毛,一直到大約32萬~19萬年前,其中一支族群演化出鬃毛,後來逐漸擴散開來,成為有生存優勢的種類。沒有鬃毛的獅子則在一萬年前完全消失。

科學家認為鬃毛可以保護獅子的脖子,減少雄獅受到致命傷,在打鬥時比沒有鬃毛的雄獅容易存活。不過有趣的是,現代在獅群中負責打獵的雌獅並沒有又濃又密的長鬃毛。原來,群居生活的分工合作,讓雄獅和雌獅的外形出現了差異。濃密的長鬃毛不只難以散熱,也會影響行動的敏捷度,負責打獵和育幼的雌獅並不需要;相反的,雄獅負責保護領土,會和其他雄獅打鬥,長鬃毛能夠提供良好的保護,鬃毛也就成了獅子王的正字標記。

不過,鬃毛之謎還不止於此。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年4月 ]

 
土星正在吃自己的甜甜圈
科學少年編輯部
喀滋喀滋……大概再過三億年就吃完了。

土星最大的特點就是擁有「土星環」,如同甜甜圈一樣環繞著土星。但你知道土星正在「吃掉」它的環嗎?而且還十分快速,再過「不久」就會吃光光!

土星環主要的組成是水冰,尺寸從微小的塵埃到幾公尺大的都有。這些水冰形成一圈圈的環,有的窄、有的寬,但並不會永久不變的一直繞著土星運轉。當水冰受到太陽照射,或遭遇飄流的星體撞擊,會因此帶電,接著在土星磁場的吸引下脫離原本的軌道,被拉進土星的大氣層裡。土星最內側的環正不斷被土星吸進去,看起來就像一場源源不絕的塵埃雨。

最近科學家的研究還發現,土星吃掉環的速度非常快,一個小時大約可以吃掉5000公噸!如果塵埃雨一直持續下不停,大約再過三億年,土星就能把所有的環都吃得精光。

木星、天王星、海王星等行星也具有細微的環,科學家推測,它們以前可能也擁有像土星那樣明顯的環,只不過現在已經被自己吃到僅剩下一點點渣渣了!

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年4月 ]

快樂人猿天堂-西必洛人猿庇護中心
撰文/劉于綾、企編/許雅筑、洪文
位於東南亞的婆羅洲是世界第三大島,蘊含了豐富的自然資源、繁不勝數的野生動物及優美的自然景色,其中,最特別的野生動物之一就是人猿了,也稱為紅毛猩猩。紅毛猩猩主要生活在馬來西亞與印尼的低地熱帶雨林裡,全世界的數量只剩下幾萬隻。

在婆羅洲的北部城市「山打根」,有一個「西必洛人猿庇護中心」,可以讓我們拜訪這些溫馴的大型靈長類。庇護中心占地約43平方公里,位於天然熱帶雨林之中,收容了數十隻家園受破壞或遭人類遺棄的人猿。牠們在這裡安心自由的行動,等到恢復健康和生存能力後,便可重返野外森林。

無拘無束的家

一走進人猿庇護中心,就會發現這裡和一般的動物園有個很大的不同─沒有圍欄,人猿可以自由來去。園區內建置了許多木棧道,遊客可以沿著木棧道前進,隔著一段距離觀察人猿們有趣的行為,並了解牠們的習性。人猿與人類基因相似度達96.4%,聰明靈巧,智商和七歲小孩差不多,非常不適合圈養,也因此在沒有柵欄的庇護中心才能自由自在生活,當牠們身心都準備好時,也能自由投入野外的懷抱。

參觀人猿庇護中心最令人期待的,是每天上下午各一次的餵食時間。庇護中心會在餵食平臺餵食人猿,遊客則可以在特設的瞭望臺上觀賞或拍照,每當餵食時間一到,保育員在平臺放上牛奶、香蕉及紅蘿蔔、青菜等食物,接下來就可以看見大大小小的人猿湧入覓食,甚至附近的野生人猿也會過來飽餐一頓。

不過,人猿最喜歡吃的其實是水果、植物的嫩葉、嫩芽、花朵和小昆蟲等,相較之下園區裡提供的食物較為固定單一,這是為了鼓勵人猿靠自身的能力去尋覓更豐富、更美味的食物。解說員說,在森林產果季節旺盛的時候,會來用餐的人猿較少;反之,在食物不足的時節,則會有年紀大大小小、眾多的人猿來覓食。

園區內還有一區專門用來照護小人猿,在這「幼兒園」中安置了20幾隻失去母親的年幼人猿,現今在印尼和馬來西亞,仍有少數人們把人猿視為玩賞動物,因此會非法獵捕小人猿,伴隨著的就是被犧牲的人猿母親。這些被野生動物救援單位救護來的小人猿們,會待在這裡向年長同伴學習攀樹、覓食等野外生存的能力,而保育員也肩負起訓練、照顧牠們的任務。

生活起居都有樹

人猿有修長又強健的四肢,加上能彎曲的手指和腳趾,所以可以輕鬆的在樹幹間擺盪移動,非常靈活,在人類眼裡簡直像高難度的華麗特技!而且在高達20公尺的樹上,人猿會利用藤蔓、樹枝及樹葉等材料在堅固的分叉樹枝上鋪床,也就是說,不論白天生活還是夜晚休息,人猿幾乎整天都在樹上度過。

當然,園區內還常常可以看見黏在媽媽身邊的人猿寶寶。人猿是除了人類外,母親照顧時期最久的動物,人猿寶寶在八歲前都會跟著媽媽學習生活技能,例如尋找食物和水、怎麼爬樹、如何築床等。人猿媽媽每7~8年可以生一胎,平均一生中生育三次,在哺乳動物中生育率極低。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年4月 ]

 
全班快一起來投稿吧∼∼∼∼
欲帶領同學共同參與「全班一起來投稿」活動的老師,請填寫報名資料。每期將選一校之老師致贈教學所需當期雜誌(至多30本)。獲選之老師請於當月底前提供10件以上30件以下學生作品參加投稿園地。並提供200字以上教學心得與全班拿雜誌之照片。

[活動報名]

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