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科學人 2月號/2019 第204期

  • 雜誌名稱:科學人    新功能介紹
  • 刊別:月刊
  • 出版地區:台灣
  • 語言:繁體中文
  • 出版日期:2019/01/28
  • 定價:280
  • 優惠價:95266
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載入中...
 

封面故事

跑,人類生存之道
 
黑猩猩可以偷懶不動,但人類演化之後,卻要大量運動才能維持健康。
 
撰文∕龐澤爾(Herman Pontzer)
翻譯∕林慧珍
 
即將破曉之際,我在烏干達的一處雨林,透過濃密的樹冠盯著正在上方睡覺的八隻黑猩猩。我們團隊中的三名研究人員和兩位現場助理在一小時前就已經醒來,奮力套上橡膠靴,匆忙收拾背包,靠著頭燈的照明踏上泥濘小徑。抵達目的地之後,我們關閉燈光、靜靜隱身在離地30公尺的暗黑樹海中,聆聽黑猩猩在枝葉茂密的巢穴中移動而發出的窸窣聲。
那大約是20年前的事,我還是研究人類及猿類演化的年輕博士生,那年夏天在吉巴勒國家公園(Kibale National Park)測量黑猩猩的每日攀爬量。當時我認為黑猩猩用在攀爬的能量形塑了牠們的解剖構造,讓牠們用最有效率的方式攀爬,省下能量以供應生殖及其他基本任務,這可能是牠們在生態及演化上的關鍵。幾個月前,我在冰天雪地的哈佛大學,舒適地坐在桌前仔細盤算夏天的研究計畫,想像黑猩猩為了生存必須奮勇努力,每天辛勤奔走以求溫飽。但經過那個夏天的實地調查,每天尾隨黑猩猩晨起暮息之後,我得到一個截然不同的結論:黑猩猩很懶惰。直到最近,我才開始體會到大猿(great ape)四體不勤透露出的人類演化玄機。
大猿包括紅毛猩猩、大猩猩、黑猩猩和巴諾布猿,人們之所以對牠們深感好奇,不只因為大猿有超過97%的DNA與人類相同。從牠們身上看到許多與人類相似之處,大猿很聰明,會使用工具,會打架及和好,甚至偷情;有些會為了爭地盤而殺害鄰居,也會掠食其他物種。小猩猩從母猩猩那裡學到如何與同伴摔跤、玩耍和使性子。從化石記錄看來,年代越早的人類祖先與大猿越相似。沒有任何現生物種能完美詮釋牠們的祖先,所有譜系都隨著歲月而改變,但是現存大猿提供絕佳的機會,讓我們看到人類從何而來,並了解人類身上有多少特徵是亙古以來就不曾改變的。
然而,人類與大猿之間的差異比起相似之處,更能為人體運作的相關研究指點迷津。來自全球各地的化石挖掘成果、動物園及實驗室的研究發現,揭示了人類身體在過去200萬年中發生的激烈演變。過去幾十年來,研究人員已經知道,人類演化最終章的特點是解剖構造及生態上的明顯變化,包括腦容量擴增、狩獵-採集行為、使用更複雜的石器、體型變大。但他們普遍認為這些都是形體與行為的改變,不涉及細胞基本功能。目前的進展推翻了這種觀點,顯示人類在生理方面也經歷極大變化。與大猿近親不同的是,我們已經演化出對運動的依賴,我們必須運動,才能活下去。
 
黑猩猩好吃懶做有理
野生黑猩猩的每日作息就好像在加勒比海遊艇上無所事事的退休老人一樣,沒有規劃太多活動。清早起床吃水果當早餐,吃飽找個舒適的地方瞇一下,也許再稍微梳理毛髮。大約一小時後(完全無需著急),在陽光明媚的地方找棵無花果樹,大快朵頤一番;再去見一些朋友,互相理毛,然後小睡片刻。大約下午5點,早早吃個晚餐,享用更多水果,也許還吃點葉子,之後找一棵適合睡覺的樹,築個舒適的窩,結束一天的行程。當然,在水果豐美、偶發混戰或是獵猴子時,黑猩猩群會集體發出發狂般的「噓喘」(pant hoot)叫聲。此外,地位最高的雄黑猩猩免不了利用空檔,找幾隻倒霉鬼教訓或示威一番。整體來說,黑猩猩的生活相當閒適。
不光是黑猩猩,紅毛猩猩、大猩猩及巴諾布猿看來也是飽食終日,過著像兒童寓言故事或中學生反毒宣導品中告誡人們應當避免的那種頹廢生活。大猿在日落而息之前要花8~10個小時休息、理毛和吃飯,晚間需要9~10小時的睡眠。黑猩猩和巴諾布猿每天約步行三公里,而大猩猩和紅毛猩猩更懶得活動。至於爬樹呢?如同我在那年夏天發現的,黑猩猩每天只爬100公尺,耗費的卡路里相當於步行1.5公里,紅毛猩猩也差不多,只是研究人員尚未實際測量牠們的攀爬量,但大猩猩肯定更少爬樹。
就人類而言,如此好吃懶做,將會導致嚴重的健康問題。人類一天步行不到一萬步,心血管及代謝疾病的風險就可能增加。美國成年人通常每天走5000步,第二型糖尿病發生的比例高達1/10,相當驚人;心臟病亦然,佔美國死亡人數的1/4。有鑑於此,大猿應該也會有健康問題。為了進行不同物種的比較,研究人員把牠們一天的行走及攀爬量換算成步行數。結果發現,就算與久坐不動的人類相比,大猿一整天的步行總數也難得達到這最保守的基準,更別說與人類一天走一萬步的標竿相去甚遠。
其次是整天坐著不動。對人類而言,在辦公桌或電視機前久坐,與疾病風險增加及壽命縮短有關,即使是有運動習慣的人也一樣。在全球各地,不運動的健康風險與吸菸不相上下,每年可造成超過500萬人死亡。蘇格蘭成年人中,每天看電視超過兩小時的人,心肌梗塞或中風等心血管疾病的發生率增加125%。針對澳洲成年人的一項研究報告則指出,每多看一小時電視,預期壽命會縮短22分鐘。以此推算:爽看全長63.5小時的影集「冰與火之歌:權力遊戲」(Game of Thrones),會讓你在地球上少活一天。
黑猩猩和其他大猿雖然運動量不高,仍然保持健康。即使在人為飼養環境也很少發生糖尿病,血壓也不會隨著年紀飆高。儘管黑猩猩天生高膽固醇,卻沒有動脈硬化及阻塞的問題,不會出現類似人類心臟病的疾病或因冠狀動脈阻塞發生心肌梗塞。此外,牠們能維持體態精瘦。2016年,我與美國芝加哥林肯公園動物園(Lincoln Park Zoo)的羅斯(Steve Ross)及合作團隊共同測量全美動物園裡各種大猿的代謝率及身體組成,結果令人大開眼界:即使在人工飼養環境,大猩猩和紅毛猩猩的體脂率平均只有14~23%,而黑猩猩則不到10%,比起奧運選手毫不遜色。
所有靈長類親族中,人類顯然是不合群的異類。基於某種原因,人類演化成需要更多運動才能維持身體正常運作的物種。連續幾個小時坐著、打理外貌、小睡或是看電視,已經從日常生活變為健康風險。人類在什麼時候從猿類近親的慵懶生活轉變成更費力的生活方式?又是為什麼呢?化石研究發現有助於拼湊這個故事。
 

編者的話

開啟理性對話的平台
 
2019年的動物行為暨生態研討會在1月下旬熱鬧舉辦,湧來千餘位與會者,這是台灣生命科學界最大盛會。熱門話題之一,是對科技部不重視基礎研究的不滿,這情緒自去年8月22日13個學會連署抗議燃起,顯然至今未歇。
《科學人》在去年12月號「2018全球科研趨勢」的專題中,〈站在台灣科研「錢」線〉一文專訪了老、中、青學者,談這動搖台灣科學研究基礎的經費分配與審核問題。此文一刊登即得到科技部的重視,希望能撰稿回應或安排採訪陳良基部長。儘管當時大選已結束,閣員們很可能總辭,我們仍決定訪談陳良基。原本約好一小時,話匣一開,竟談了兩個多小時,〈深耕科研 創新有據 專訪科技部長陳良基〉是這一場對談實錄的摘要。
13個學會提出嚴重質疑後,陳良基即召開記者會,說明對基礎研究之投入是「毫不手軟,有求必應」,但抗議者再度發表聲明,指科技部實問虛答,玩弄數字遊戲。學界與政府如此劇烈對撞,和教育部拒聘台灣大學校長一事同步發展,只因少了社會效應,關注的人不多。內閣重組,陳部長續任,是過去五年五位部長中任期最長的一位。訪談中,他明確表示自己花了一年才了解經費匡列流程,2019年是他推動政務的開端,要讓所有做基礎研究者安心。對這期望要有共識並不容易,因為雙方對於基礎研究的定義很可能就不同。〈基礎研究是政府對經濟實力的長期投資〉是曾任國家科學委員會副主委孫以瀚的諍言,他對爭議之解決提出了簡明方案。大家若能依此理性對話,才有可能解決問題。
2018年執政黨大潰敗,高雄市變天的主因之一,是823的大淹水及街道上因之而現的5000多個坑洞。去年初市政府自豪宣佈高雄是台灣海綿城市之最,砸重金興建的15座滯洪池將能防洪、休憩,也結合生態設計提供多樣生物棲地,多振奮人心!但時隔僅半年,一天的暴雨即昭告眾人:對極端氣候是絕對低估了。氣候災難顯然將持續加劇,本期《科學人》的〈海綿城市在中國〉介紹一位治洪達人俞孔堅的抱負和成就。這位北京大學和美國哈佛大學的教授,在中國的250座城市和10個國家拓展業務,他的夢想是超越海綿城市,要成就海綿國土,我們或該移樽就教。科技部轄下有個國家災害防救科技中心,陳良基建議《科學人》組團參訪,讀者們願同行否?
 

雜誌目錄

【關於封面】人族從樹棲到以狩獵-採集為生,身體比例從長手變成長腿,跑步成了生存之道;昔日好吃懶做,現今則要日行萬步,運動不再是維持健康的選項,而是不可或缺的要素。
 
演化 
26 跑,人類生存之道
文/龐澤爾(Herman Pontzer)
黑猩猩可以偷懶不動,但人類演化之後,卻要大量運動才能維持健康。
 
天文學 
36 放大最古老的星光
文/寇伊(Dan Coe)
天文學家借助重力透鏡,已發現宇宙中某些最遙遠的星系,將探索宇宙歷史上不為人知的四億年。
 
醫學 
44 癌細胞演化樹
文/湯森(Jeffrey P. Townsend)
演化生物學的研究顯示,在原發癌中,引發癌變的基因突變出現得相當早,這項發現為治療癌症指出一個可能的新方向。
 
數學
52 幾何學家收服傑利蠑螈
文/杜秦(Moon Duchin)
數學家正在發展檢定選區劃分的技術,找出不正當的政治地圖。
 
資訊科學
58 從社群網路看資訊流動
文/李政德
社群網路已深入現代社會,在其中傳播的資訊如何影響我們的生活?
 
微生物學
62 細菌也會團隊合作
文/馬羅(Jeffrey Marlow)、布拉克曼(Rogier Braakman)
科學家發現了微生物能合作共生,這些合作關係的影響力,超乎了科學家的想像。
 
永續發展
70 海綿城市在中國
文/吉斯(Erica Gies)
建立一座擁抱自然的綠色城市,不僅可減緩洪水與乾旱的衝擊,更能提高居住環境的生活品質。
 
保育
76 護衛神聖樹林
文/賈吉爾(Madhav Gadgil)
印度村民在虔誠信仰下,遵循著守護樹林的古老傳統,卻不敵現代開發的威脅。如今他們和科學家攜手重振這項傳統,不僅獲得樹林帶來的生態利益,也兼具生態保育意義。
 
特別報導
86 深耕科研 創新有據 專訪科技部長陳良基
採訪/李家維 整理/陳其暐
當台灣的基礎科學研究不受重視,且科學家無法取得足夠的經費支持時,科技部長能否扭轉危機,為學界帶來變革的契機?
 
91 基礎研究是政府對經濟實力的長期投資
文/孫以瀚
基礎研究對於經濟發展的投資報酬率其實很高,但台灣資源有限,研究方向與經費運用,需要更有效的管理策略。
 
NO.204 2019年2月號
 
科學人觀點
6 AlphaZero—人類超高智慧的武功秘笈?
文/曾志朗 
 
總編輯的話
8 開啟理性對話的平台
文/李家維
 
10 讀者論壇
   
12 科學人新聞
讀取生理時鐘
長跑幫助人類演化
你的手不是你的手
關鍵字找出服藥高危險群
海牛之歌演算法
一覽世界科技進展
臉盲救星
冰河消融夜曲
景觀專家肺腑之言
 
形上集
21 週期表兩三事 
文/高涌泉 
 
教科書之外
22 同類競斥,其極何在 
文、圖/陳文盛 
 
網上世代
24 廣告照送,隱私不漏 
文/葉平 
 
專家看新聞
93 無國界的實驗室 
文/羅溫斯坦(Elijah Lowenstein) 
 
健康與科學
94 心臟病男女有別 
文/華立斯(Claudia Wallis) 
 
資訊世界
95 關於科技的六個教訓 
文/波哥(David Pogue) 
 
真真假假
96 科學人文主義的目標 
文/薛莫(Michael Shermer) 
 
反重力思考
97 渡鳥的御用侍衛 
文/米爾斯基(Steve Mirsky) 
 
生物手記
98 南安小熊妹仔想回家 
文/黃美秀 
 
科學人書摘
102 見證登月那一刻 
文/摘自《哈蘇相機下的登月任務》 
 
圖表會說話
106 最佳用藥時機 
文/菲謝蒂(Mark Fischetti)、圖表/克爾濟文斯基(Martin Krzywinski) 
 

內容簡介

《科學人》雜誌-全球科普雜誌第一品牌

自2002年創刊以來共11年榮獲出版界最高榮譽雜誌出版金鼎獎!身為全球科普雜誌的第一品牌,《科學人》一直領先報導全球最先進的科學脈動與產業趨勢,除生命演化及天文奧秘的探索外,也包括成就未來經濟創新的各種工具:「NBIC,Nano-Bio-Info-Cogno(奈米科技、生物科技、資訊科技與神經科技)」,及其聚合衍生的「長壽醫學」、「未來能源」、「淨化科技」、「即時通訊」、「人工智慧」及「前進太空」等產業趨勢內容。除了原Scientific American文章精確編譯外,台灣延伸企劃採訪篇章更佔40%以上,藉由淺顯易懂的編輯呈現方式,帶給產業精英、知識家庭、高中及大專院校師生最具未來性的知識力。

《科學人》雜誌即將於2017年2月滿15週年!15年來,在「廣」的方面,《科學人》月月帶給台灣讀者科學新知、科學新聞、重要科學研究;而在「精」的方面,《科學人》推出15週年特別獻禮:「博學誌」系列文集,滿足您在單一領域更深入、更全方位的知識渴望。

「博學誌」系列文集

問,時間為何物?(2016/9/20全新出版) 台灣大學物理系教授 高涌泉 專文導讀

窺探大腦(2016/10/20修訂版)  中央研究院院士 曾志朗 專文導讀

發現天文之美(2016/11/20修訂版) 國立自然科學博物館館長 孫維新 專文導讀

掌握數位生活(2016/12/20全新出版) 台灣大學資工系教授 林守德專文導讀 活靈活現動物行為(2017/1/20全新出版)金鼎獎科普作家 張東君 專文導讀

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