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17年蟬之謎

17年蟬之謎

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  • 花了17年等待死亡的蟬之謎!

    文/莽斯特2007年08月23日

    一般的蟬大約會花六到九年待在土壤中,附在樹根上度過若蟲期*,一邊吸食水分,一邊等待長大成蟲,若蟲要反覆蛻皮才會長大,然後會在某一天爬到地面羽化成蟲,如果運氣好,就能找到同伴交配,如果運氣不好,就會從見到陽光那天起,在二星期內盡力鳴叫,然後死去。而在北美大陸有群每十三年或每十七年 more
 

內容簡介

本書作者的質數蟬相關研究,榮獲2006年日本演化學會教育啟蒙賞。
作者以數學的觀點觸及不可思議的蟬生態,是一本十分有特色的科學著作,讀後不由得對書中推理小說般的場景拍手叫好。--《日本經濟新聞》

  很多人都曾聽說一個神奇的故事,據說蟬的若蟲要蟄伏17年才會破土而出、羽化成蟲。蟬的身體那麼小,為何需要17年才能羽化?在土裡待那麼久,難道不會死掉嗎?

  原來不是每一種蟬都如此。這種謎樣的「17年蟬」,以及另一種「13年蟬」,其實只出現在美國。牠們固定每隔13年和17年出現一次,而且一出現就是數十萬隻,叫聲更高達90分貝,跟果汁機的聲音差不多嚇人!

  令人好奇的是,這種「週期蟬」究竟是怎麼演化出來的?牠們為何固定以13年和17年為週期?為什麼不是12年、14年、16年或18年?為什麼要花如此漫長的時間才能羽化?而且,為什麼喜歡擠在同一時間、同一地點一起出現?

  日本生物學家吉村仁長年研究週期蟬,在這本書裡,他運用偵探小說的手法,分析數學、演化生物學、地質學甚至全球暖化等各種線索,一步步深入問題的核心,帶領讀者揭開這不可思議的大自然奧秘,再搭配插畫家石森愛彥所繪製的精美插畫,保證大人小孩都愛不釋手!

作者簡介

吉村仁

  1954年生,美國紐約州立大學博士,曾於加拿大英屬哥倫比亞大學、英國倫敦帝國學院、美國杜克大學擔任博士後研究員、日本千葉大學客座教授,現任日本靜岡大學工學院教授及紐約州立大學兼任教授。專攻生態數學模型,並研究生物演化理論。除了研究蟬之外,也以演化的數學模型研究各種動物行為,曾發表許多研究論文。本書為作者的第一本科普著作。

繪者簡介

石森愛彥

  1958年出生於東京,插畫家。桑澤設計研究所平面設計研究課程畢業。自小就非常喜歡昆蟲,十分擅長繪製昆蟲或動物圖畫,曾在《科學之友》雜誌(福音館書店出版)連載隨筆作品〈我家附近的傢伙們〉,寫他觀察身邊昆蟲的心得。他也創作蛋彩畫與版畫,曾舉辦多次個展與聯展。

譯者簡介

張東君

  台大動物系學士、台大動物所碩士、日本京都大學理學研究科博士候選人。現任台北動物園保育教育基金會秘書組組長。平日除了從事各種異想天開的動物教育推廣外,還在網路上以青蛙巫婆之名散佈各種動物的奇聞軼事與收藏。著有《動物勉強學堂》、《長頸鹿量身高》、《青蛙巫婆動物魔法廚房》,譯作三十餘本。

 

揭開十七年蟬的奧秘
楊平世(國立台灣大學昆蟲系教授)

  在台灣,每年一到夏天,校園、公園及郊區的林子裡,到處都是蟬鳴的聲音;而在美國,蟬聲雖然沒有台灣及熱帶地區那麼嘹亮,但有一種「十七年蟬」,一旦大發生時,數量每每數以億計,令人嘖嘖稱奇!為什麼生活在台灣的蟬,完成一代只要一至五年的時間,而這種蟬竟要花費十七年的工夫才能完成一個世代?另外,為什麼有十七年蟬大發生之二○○四年,光是在辛辛那提一地就出現了五十億隻?在《十七年蟬之謎》這本書中,日本留美昆蟲學家吉村仁先生將為讀者揭開謎底。

  吉村仁先生曾於一九九六年在《美國自然學家》期刊發表論文,本書便是以這篇論文為藍本所改寫的科普書。在這本書中,吉村仁以通俗有趣的方式敘述十七年蟬的生活史,以及牠們如何歷經冰河時期、經過一次次艱辛的演化過程,才發展出這種特殊的生活史策略。

  書中向大家介紹這種「週期蟬」的發育過程、生活習性及特殊的群聚行為,而且每一章都配上趣味的插畫,引人入勝。其次,吉村仁提到氣溫與十七年蟬發育過程的關係,並討論冰河時期十七年蟬「祖先蟬」的存續問題,以及部分族群如何適應環境、找到避難所繼續演化;最後也探討倖存者出現各種不同週期長度的生活史後,又是如何透過雜交,最後產生週期為十三年及十七年的「質數」蟬。在書中,吉村仁藉由有趣的「數學模式」,解析十七年蟬的生活史和演化過程的奧秘。

  如今,十七年蟬仍在北美洲自由自在生活,牠們的演化步伐也依然持續進行。然而,現在地球正面臨暖化問題,牠們的生活史策略會發生變化嗎?牠們族群延續的命運又是如何?這都有待讀者的深思!

傳達演化過程的難解之謎

陳振祥(蟬類研究專家)

  蟬是生態環境中一種有趣的昆蟲,其生活史相當漫長,幼生期生活在土裡,歷經數年才出土羽化成蟲。一般而言可能在六年以上,大部分的時間是生活在土裡,出土後的成蟲期可能只有數週或數個月的時間。蟬的生活史通常有一個範圍,例如五到九年,成蟲可能在第五年出來,也可能在六到九年間出來。但在北美洲有生活史時間完全一致的蟬,叫做「週期蟬」,生活史有十三年及十七年兩種,稱做十三年蟬及十七年蟬。週期蟬在美國形成一個特別的蟬文化,研究週期蟬的學者也相當多。

  週期性的生活史是長期演化出來的結果,但為何會演化成十七年及十三年呢?相關的假說不少,不過演化能看到的是結果,但過程可能經歷數百萬年甚至數億年,要重現演化的過程並不容易。本書則提供了一個有趣的「質數蟬」假說,即演化的初期歷經冰河期,出現了許多種週期蟬,有十三年、十四年、十五年、十六年、十七年、十八年蟬等,其中十三及十七是質數(質數是只能被一及本身整除的數字)。這些不同的週期蟬會以各自的週期出現,如果兩種不同的週期蟬在同一年出現,而且彼此雜交,產生的子代會出現與親代不同的生活史,數量也會變少,長期演化下來,就只留下不常雜交的「質數蟬」了。在書中,作者將這些演化過程做了很有條理的分析,對一連串的數學問題也做了很好的解釋,無疑提供一個解釋週期蟬的答案。

  然而,演化過程真的如同質數蟬的推論嗎?有些學者持比較保留的態度。事實上,週期蟬的「大演化」(macroevolution)*過程不容易重現,尋找證據也是困難重重;那麼「小演化」過程(microevolution)呢?科學家確實已找到一些現有的證據,來推論週期蟬的生活史演變,像是十七年蟬有可能因氣候的巨大變異而轉變為十三年蟬,而十三年蟬也可能因為某些效應演化成十七年蟬。還有,週期蟬彼此雜交並不一定造成族群數量的減少或滅絕,雜交造成的基因交流有可能使兩種蟬變為一種,也可能形成新的種。

  一個種的演化過程都須經歷數百萬年,因此不只十七年蟬充滿謎團,「演化」本身就是一個難解的謎,這也是本書想要傳達的意義吧!

  大演化是指「種」以上的演化,討論的事不同種生物的差異,而小演化則指「種」以下的演化,造成同種生物的差異。

 

詳細資料

  • ISBN:9789573261285
  • 叢書系列:大眾科學館
  • 規格:平裝 / 128頁 / 16k菊 / 14.8 x 21 x 0.64 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

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