2008-06-26

蜥蜴為何以二條後腿狂奔?

Lizards pull a wheelie
http://www.physorg.com/news132553679.html

June 13, 2008

當你被賦予四條腿且運作完美時,為何還要不厭其煩地以一雙後腿奔跑?這個問題困擾著 Christofer Clemente。對鳥類與靈長類而言,這裡有完美的答案:鳥兒已將牠的前肢轉變成雙翼,而靈長類能用牠們的雙手做更好的事。但為何某些蜥蜴會以雙足移動?牠們已演化成用兩條腿急行,或著牠們挺直的姿勢只不過純屬物理學上的僥倖(fluke)?為了回答這個令人好奇的問題,Clemente 與他的同事 Philip Withers、Graham Thompson 與 David Lloyd 決定測試龍蜥(dragon lizards)如何用二條腿奔跑。

但首先 Clemente 得要抓到他的蜥蜴。很幸運地,Thompson 是位追蹤蜥蜴的大師。開車行遍整個澳洲內地,Clemente 與 Thompson 終於收集到 16 隻龍蜥物種,從傘蜥(frilled neck lizards)到超級無敵稀有的 C. rubens,只能在遙遠的西澳大農場(cattle station)發現。回到了 Perth 實驗室,Clemente 與 Withers 使蜥蜴在跑步機上奔跑、替這些爬蟲類動物拍攝影片,直到所有蜥蜴都跑過。

Clemente 承認,當他開始時,他認為這些蜥蜴會分成二組:幾乎都以二條腿跑步,間或恢復成以四隻腳爬行的蜥蜴,以及從未直立過的蜥蜴。但結果不是這樣。即便是那些他未曾在野外見過以兩條腿奔跑的蜥蜴,偶而也會用牠們的後腿走幾步。事實上,蜥蜴以二條腿跑步的傾向似乎是一種(行為)連續體(continuum):C. rubens 與 P. minor 只花 5% 的時間在牠們的後腿,然而 L. gilberti 花了高達 95% 的時間。

由於好奇的想知道雙足運動(bipedalism)是否演化而來,Clemente 畫出蜥蜴的家譜並且標繪上每個物種花在後腿的時間百分比,不過並沒有發現關連性。這些爬蟲類並沒有演化成以雙腳移動。必有某件事驅使牠們不使用前腿;但那是什麼?

根據 Clemente 表示,其他團隊已經提出蜥蜴後立的理由:也許兩條腿跑起來比較快,或著比用四條腿跑更節儉。但是當 Clemente 分析蜥蜴跑步的連續鏡頭時,他領悟到以後腿跑更加耗能(energetically costly),而且二足的跑者並沒有比四足來得快。知道這件事後,Peter Aerts 指出,蜥蜴藉由將牠們的質心(centre of mass)後移到臀部,以改善牠們的可移動性(manoeuvrability),Clemente 想知道蜥蜴的前肢是否因為牠們質心的位置而離開地面。也許牠們在「耍摩托車特技(pulling a wheelie)」。

與 David Lloyd 合作並將蜥蜴加速時奔跑蜥蜴的移動塑模,他們領悟到蜥蜴的加速與與牠們的前肢拉離地面有強烈相關性。Clemente 解釋,透過移動牠們的質心,一種旋轉力作用在牠們的軀幹,使牠們升起來離開地面,讓牠們筆直的跑。

故,以二條腿奔跑是蜥蜴加速的自然結果。Clemente 補充道,某些龍蜥已利用這種後果,並選擇以兩條腿移動,因為那賦予牠們某些優勢,但我們不知道那些優勢為何。

※ 可能跟狐獴(犬+蒙)的演化一樣吧。



◆ 崇安草蜥重現 台灣找近親

【葉志雲/台中報導】 2008-06-25 中國時報

曾在中國大陸消失七十多年的爬蟲類「崇安草蜥」在大陸重現芳蹤,國立自然科學博物館透過管道取得一隻珍貴標本,成為大陸以外地區所見第一個雄性標本。

崇安草蜥首次於一九二八年被發現,美國自然史博物館學者Pope在福建武夷山區找到這種全綠色背鱗細小且排列不規則的新物種,以當地崇安縣取名「崇安草蜥」,當時找到五隻,全部是母的。此後七十多年間,大陸地區沒再發現過崇安草蜥蹤影。

二○○二年,安徽黃山大學副教授唐鑫生在安徽與江西、浙江接壤的嶺南保護區邊緣又找到有公有母的崇安草蜥,但不知確實身分。科博館動物學組兩棲爬蟲類研究員周文豪二○○六年到安徽採集,看到照片後大吃一驚。他說,當時興奮地如同挖到寶,想不到被懷疑已滅絕的崇安草蜥竟然還在世。

周文豪說,最感欣慰的是,崇安草蜥不但沒有絕跡,琉球群島的先島草蜥也有與崇安草蜥相同的背鱗細小及排列不規則等特徵。

周文豪推測,琉球群島與大陸在冰河時期同一陸塊,夾在中間的台灣照理亦應有崇安草蜥或其近親存在。他探討的論文去年五月刊登在日本動物學會出版的科學學報,崇安草蜥並登上封面,成為當期最重要的報導。

周文豪的文章刊登後,引起台灣生物學界重視,積極尋找崇安草蜥芳蹤,但至今連近親都未現身。隨著崇安草蜥標本獲准來台,又引起研究人員高度信心,希望早日尋覓到牠在台的芳蹤。他認為,可能存在某一小島尚未被找到,也有可能已滅絕。果真如此,又是生態保育一大警訊。

周文豪發表論文之餘,亦積極與安徽黃山大學交涉,取得崇安草蜥標本,歷經一年努力,被當成國寶的崇安草蜥標本才被解禁。他說,這隻崇安草蜥是繼美國學者Pope帶回的五隻母標本後,第六隻離開大陸的標本,也是唯一的公崇安草蜥標本,堪稱彌足珍貴。

※ 相關報導:

* How Is a Lizard Like a Motorcycle?
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/613/1

沙氏變色蜥大舉侵台
191國同意設深海自然保護區
DNA條碼 納入全球180萬物種
讓台灣人基因庫全民共有

暴龍組織分析 支持恐龍與鳥類有所關連
化石羽毛保留物種顏色證據
一個遺失的環節解決青蛙與蠑螈的起源爭議
美洲短吻鱷 會移動肺潛行
鴨嘴獸 動物界基因的拼湊體
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山椒魚8/1起 列瀕臨絕種野生動物

奇異的波行為或能解釋為何鼓蟲會繞行
個人虛擬的一小步,卻是人類真正的一大步
荷蘭機器人 Flame 像人一般行走
科學家開發出能像壁虎般飛簷走壁的黏膠

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新種變色龍 像昆蟲一年一生

自由時報 2008-07-02

〔編譯胡立宗/綜合報導〕生物學家在馬達加斯加島上發現罕見的「一年一生」變色龍。為配合當地氣候,這種「拉波德氏變色龍」(Labord's Chameleon,見圖,取自網路)會在雨季開始時集體孵化,在乾季來臨前性成熟、交配,而在產卵後便集體死亡,生存模式類似昆蟲或草本植物。

來自美國奧克拉荷馬州立大學及紐約自然歷史博物館的研究人員,在對拉波德氏變色龍進行五年的追蹤觀察後,終於解開這種生物的繁衍之謎。研究報告發表於「美國國家科學院院刊」(PNAS)。

奧克拉荷馬州立大學的動物學家卡斯登說,他們剛開始研究時,一直覺得納悶,因為看不到幼年期拉波德氏變色龍,而且成年拉波德氏變色龍又很快就會死亡。於是研究人員總共標記了四百隻變色龍,其中七隻裝上無線電發訊裝置進行追蹤,企圖解開牠們的生命之謎。

孵化期長達八個月

研究最後發現,為配合馬達加斯加的氣候,拉波德氏變色龍在經過約八個月的孵化期後,會在雨季來臨前的十一月出生,並在短短七週內發育成熟。雄變色龍體型較大,約九公分長,雌性體型約七公分,牠們完成交配、產卵後,在乾季來臨前的四月集體死亡,完成一輪的生命循環。

科學家說,這種一年一生的生存模式,多半出現在植物或昆蟲身上。在二萬八千多種的四足脊椎動物中,只有二十種屬一年一生,而且多數是蜥蜴及雄性有袋動物。

一年一生
脊椎動物罕見

除適應當地氣候外,研究人員認為,拉波德氏變色龍一年一生的原因,可能還來自牠們體內的雄性激素濃度較高。反映在行為模式上,雄變色龍在爭取交配機會時會拚到你死我活,交配時的激烈程度也更高,加上免疫系統為雄激素所抑制,因此牠們的生命週期很短,不像其他蜥蜴會以冬眠度過乾季。

※ 相關報導:

* A unique life history among tetrapods: An annual chameleon living mostly as an egg
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/105/26/8980
Kristopher B. Karsten, Laza N. Andriamandimbiarisoa,
Stanley F. Fox, and Christopher J. Raxworthy
PNAS - July 1, 2008 - vol. 105 - no. 26 - 8980-8984
doi: 10.1073/pnas.0802468105

fsj 提到...

太熱只生男 刺背鱷蜥恐絕種

自由時報 2008-07-03

〔編譯羅彥傑/綜合報導〕從兩億年前存活迄今的古老爬蟲類動物「刺背鱷蜥」(又稱喙頭龍),如今可能因氣候變遷而全都變成雄性,加上在野外找不到異性交配,面臨逐漸滅絕的威脅。

性別由胚胎在蛋階段的溫度所決定

英國泰晤士報二日報導說,有三隻眼睛的刺背鱷蜥,其性別是由胚胎在蛋裡階段的溫度所決定。在溫度維持攝氏二十二.二五度的情況下,蛋只會孵育出公刺背鱷蜥;只有在溫度低於攝氏二十二.一度情況下,才會孵出母蜥。

透過模擬實驗,科學家發現氣候變遷可能會衝擊到刺背鱷蜥目前僅存的地盤,換言之,在目前碩果僅存的兩個刺背鱷蜥物種中,至少有一個會在二○八五年前出現母蜥絕種的情形。

刺背鱷蜥在二億二千五百萬年前演化至今,只剩餘兩個物種,被視為最古老的爬蟲類。牠們的頭頂上有神祕的第三隻眼,能憋氣長達一小時,是晝伏夜出的冷血動物。在鼠類與其他哺乳類隨人類出現紐西蘭以前,刺背鱷蜥散佈於整個紐西蘭,但現在只能在紐西蘭外圍某些島嶼找到其蹤跡。

全球暖化
孵不出母蜥

預料地球均溫將在二○八五年前升高攝氏四度,這足以使所有生存於北兄弟島的刺背鱷蜥其中一個物種Sphenodon guntheri的蛋被孵成公的,在庫克海峽的另一物種Sphenodon punctatus也可能在短期內跟進。

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和平鄉見稀客 呂氏攀蜥露臉

自由時報 2008-07-12

〔記者花孟璟/花蓮報導〕台灣5種攀木蜥蜴中,體色最鮮豔的呂氏攀蜥,為台灣特有種,被稱為台灣最美的蜥蜴,全島僅分佈於宜蘭、花蓮部份山區,數量極為稀少。過去未有發現記錄的花蓮和平山區,最近也發現有呂氏攀蜥分佈,令保育界振奮。

數量最稀少 雄蜥體色鮮豔

呂氏攀蜥是台灣最美、數量最稀少的攀木蜥蜴,有明顯過眼黑帶,頭部及喉部有綠、黑、黃鱗片,腹部則全是亮麗的鵝黃或黃綠色,尤其雄蜥體色最鮮豔,下唇至喉部還雜有淺藍色斑,為野外辨識重點,雄性具明顯的鬣麟及喉垂;至於雌蜥藍色斑不明顯,體色也沒有雄蜥鮮豔,但無論雌雄,身體都能隨著環境改變顏色。

分佈於宜、花中海拔山區

82年在宜蘭山區被發現的呂氏攀蜥,是台灣最晚發現的攀蜥,以師大生物系教授呂光洋姓氏命名,以紀念他在生物研究上的貢獻。學界研究,呂氏攀蜥僅侷限分佈於宜蘭、花蓮600公尺至2000公尺的中海拔山區,分佈範圍狹隘,族群數量也相當稀少。

台灣兩爬類專家向高世說,呂氏攀蜥分佈區域以宜蘭南澳一帶族群量較為穩定,花蓮縣銅門、秀林鄉布洛灣一帶,也都有發現記錄。

他說,花蓮和平山區在10多年前,即有研究人員在山區採集到蜥蜴,但被誤認為另1種台灣特有種的「短肢攀蜥」,由於短肢攀蜥主要分佈區域為台灣中南部,他懷疑其實仍是呂氏攀蜥,這次和平林道的發現紀錄其實也是預料中,也佐證了他的想法。

花蓮一批保育人士是在6月底申請進入和平山區調查,在中海拔山區的柳杉造林地,發現雄性呂氏攀蜥在針葉樹幹上停棲展示,也在灌木叢找到母蜥蹤跡。山區食物充足,因水源少,蛇類不多,在沒有天敵的環境下,造就適合棲地。

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史前飛蜥蜴 正牌始祖「鳥」

自由時報 2008.07.17

〔編譯管淑平/綜合報導〕古生物學家發現兩億三千五百萬年前「會飛的」奇特史前爬蟲類「飛蜥蜴」(kuehneosaurs,見圖,取自網路),比始祖鳥還早五千萬年,科學家戲稱牠是全世界第一隻「鳥」,其鱗狀「翅膀」一次可滑翔九公尺多。

改寫有翅動物飛行史

這種長相像蜥蜴的爬蟲類可以長到約六點四公尺長,利用往身體兩側延伸出來的肋骨形成大片滑翔翼面飛行。德國古生物學家史坦今年初率領布里斯托大學研究團隊,製作飛蜥蜴實體大小模型,利用風洞測試才了解這種動物驚人的飛行能力,十六日在古生物學期刊發表的這項研究成果,將徹底改寫有翅動物飛行史。

距今二.三五億年前

一九五○年代飛蜥蜴化石在布里斯托附近一處古石窟中首度被發現,英國共發現兩種:「滑翔蜥蜴」(kuehneosuchus)和「跳傘蜥蜴」(kuehneosaurus)。前者翅膀較長如滑翔翼,後者翅膀較短如降落傘,由於兩者其他部分都非常像,因此也可能是同一種動物的公、母之分。當時科學家就推測這個未演化完全的「翅膀」有飛行功能,但是當時缺乏足夠技術驗證這種理論。

史坦表示:「我們原本沒想到飛蜥蜴的飛行能力會這麼好」,「令人驚訝的,我們發現滑翔蜥蜴有非常穩定的空氣力學,從樹上一躍可輕鬆飛越九公尺距離再落地。」另一種「跳傘蜥蜴」比較像是在跳傘。

早已絕跡的「飛蜥蜴」生存在兩億三千五百萬年到兩億年前溫暖的三疊紀晚期歐洲亞熱帶林間,在侏羅紀最大型恐龍出現前八千萬年,也比從爬蟲類演化而來、目前所知最早的鳥「始祖鳥」早五千萬年。



◆ 2億3500萬年前 世界第一鳥 孔耐龍能飛9公尺

【潘勛/綜合報導】2008-07-17 中國時報

古生物學家研究發現,生活在距今二億三千五百萬至二億年間三疊紀晚期的「孔耐龍」(kuehneosaur),其滿覆鱗片的「翅膀」可以讓牠們飛行九公尺以上,夠資格稱為世上第一隻「鳥類」。

孔耐龍化石一九五○年代便在英格蘭布里斯托市附近的洞穴出土,其體側肋骨部延伸出來,形成不小的滑行「翼」,被視為具有某種形式的飛行功能。但過去科學家沒有完備的科技來測試此一理論。

直到二○○八年初,布里斯托大學團隊重建實物大小的孔耐龍模型,運用測驗原型飛機的科技,包括風洞,才發現孔耐龍驚人的飛行能力。

布里斯托大學一新耳目的發現,堪稱顛覆了有翼生物飛行史,「英國古生物學會」本周已刊布相關的研究報告。

研究主持人、德裔古生物學家史坦表示,科學家原本認為,孔耐龍的滯空能力不算多強,但那只屬揣測。於是史坦團隊運用好些種材料,重建孔耐龍有鱗的翅膀,再由航空工程師把模型吊在風洞,釋出一股熱空氣,吹過模型體。

古生物學家因此瞭解氣流流過孔耐龍雙翼的詳情,以及牠們能滑行的距離,由樹頂到另一棵樹頂找食物,或者躲避大型掠食者。

史坦表示,專家們驚訝地發現,就航空動力學而言,孔耐龍非常穩定,可以輕易掠過九公尺而不落地。

英國《每日郵報》十六日報導,在英國發現的兩種孔耐龍,其生存年代比侏儸紀的大型恐龍要早八千萬年,也比「始祖鳥」要早五千萬年。科學界因此一致地相信,孔耐龍堪稱世上最早出現的「鳥類」。

史坦表示,古生物學家另建造四肢有網狀組織的孔耐龍模型,或者在模型的腿部添加皮膜,都讓孔耐龍無法穩定飛行,所以意味孔耐龍可能沒有那些特質。

※ 相關報導:

* Was it a bird or was it a plane?
http://www.physorg.com/news135319272.html