http://udn.com/NEWS/NATIONAL/NAT5/7857741.shtml
【聯合晚報╱記者嚴文廷／台北報導】2013.04.26
鳥類羽色美麗多變，是種類最多的物種之一。究竟是什麼原因，讓鳥類可以演化出變化無窮的羽色型態，一直是科學家百年未解之謎。台大利用台灣的黑羽土雞，成功發現隱藏在羽毛底部的「黑色素幹細胞」，可以控制羽毛的顏色排列，這項研究成果登上最新一期國際頂尖期刊「Science（科學）」。
鳥類羽毛多變，有橫紋、縱紋、蕾絲邊等多種排列方式，百年來科學家不斷研究，想解開鳥類究竟是如何演化，可以改變羽毛的顏色與型態。台大醫院皮膚科醫師林頌然經過三年研究，從幹細胞著手，發現「黑色素幹細胞」不是位於羽囊外部，而是隱藏在羽毛底部沒有色素的表皮處。
研究團隊利用三維影像重組，發現羽毛的黑色素幹細胞，形成「水平圓環形」的排列，環繞在羽毛的底部。這些幹細胞在羽毛啟動新生長期時，會活化而產生有顏色的黑色素細胞，這些有顏色的黑色幹素細胞，會向上移動到生長中的羽毛，使羽毛產生顏色。
林頌然指出，因為黑色素細胞的控制，可以讓羽毛顏色出現對稱與不對稱的排列，經過演化造就羽毛顏色多變，終於解開了謎題，解釋鳥類羽色多變的原因。
但哺乳類的毛髮呈線型生長，黑色素幹細胞的分布較聚集，接近點狀分布，限制色素幹細胞在空間上調控的自由度。林頌然猜測，人類的黑色素幹細胞會消失，但鳥類不會，所以人類會長白頭髮，但鳥類不會。台大副校長羅清華表示，這樣的發現不只解開百年之謎，對於未來進一步研究人類白頭髮也有幫助。
◆ 治禿學者 破解鳥類羽色之謎
http://www.libertytimes.com.tw/2013/new/apr/27/today-life5.htm
自由 2013.04.27
〔記者林曉雲／台北報導〕為什麼鳥類可以演化出變化無窮的羽色型態？以台大醫工系副教授、皮膚科主治醫師林頌然（記者簡榮豐攝）為主的跨國研究團隊，養了四十種、六十隻台灣黑羽土雞，以三年時間，成功發現關鍵在「羽毛色素幹細胞環」的位置，即在鳥類羽囊底部表皮發現黑色素幹細胞，且呈水平分散環狀排列，破解鳥類羽毛顏色排列的百年秘密。
這項發現昨天獲得《SCIENCE（科學）》國際期刊的肯定。
林頌然 花3年養40種雞
卅九歲的「治禿學者」林頌然，專長在研究人類頭髮的再生。因為人類的頭髮知識來自於鳥類羽毛，因此對鳥類羽毛的顏色排列有縱紋、橫紋、點狀紋等不同產生好奇。
林頌然表示，過去百年雖有許多學者嘗試探索，但因羽毛中的黑色素幹細胞沒有色素（透明），因此無法在一般組織切片下確認此細胞及其位置，只能「猜」可能在羽囊外部，也可能在羽囊中間的真皮。
進而開啟抑制白髮研究
台大副校長羅清華表示，為探索此科學之謎，台大組成跨組織工程及幹細胞等領域的研究團隊，並與美國養雞專家、美國南加大、印第安那等大學合作，此基礎研究成果是「開創了一個平台」，未來可望進一步發展抑制白頭髮生長或是改變鳥類羽色等各種相關研究。
林頌然以現代幹細胞學及分子生物學的方法，成功發展分子探針及標記（染色），且利用三維影像重組方法，才能發現羽毛的黑色素幹細胞，形成水平圓環形的排列，黑色素幹細胞（像媽媽的角色）在羽毛啟動新生長期時，會活化產生有顏色的黑色素細胞（小孩），不斷把「小孩」往上送、移動到生長中的羽毛，黑色素幹細胞圓環形排列和作用不同時，上下和左右顏色即不同。
例如，羽囊內部環形間質可改變Agouti蛋白質分布，抑制幹細胞分化，幹細胞消失時，羽毛即造成白色橫紋，形成多變圖案。這解釋了鳥類羽色多變的原因，因此獲得《SCIENCE》的肯定。
※ 相關報導：
＊ Research sheds light on how patterns form in bird feathers
http://phys.org/news/2013-04-patterns-bird-feathers.html
A new study by scientists in the U.S. and Taiwan has shown that birds have colorful and patterned feathers because of specific cellular interactions involving stem cells rather than through the direct involvement of encoding in DNA.
＊ Topology of Feather Melanocyte Progenitor Niche Allows Complex Pigment Patterns to Emerge
http://dx.doi.org/10.1126/science.1230374
S. J. Lin, J. Foley, T. X. Jiang, C. Y. Yeh, P. Wu, A. Foley,＊ 頭髮如何由灰變白？
C. M. Yen, Y. C. Huang, H. C. Cheng, C. F. Chen, B. Reeder,
S. H. Jee, R. B. Widelitz, C. M. Chuong.
Science, Published Online April 25 2013.
doi: 10.1126/science.1230374
＊ 恐龍羽毛的顏色
＊ 遠古飛龍 有亮眼羽毛
＊ 有羽毛的恐龍化石 科學家首次在美洲發現
＊ 入侵物種威脅非洲水鳥絕種
＊ 第一份現有鳥類族譜揭露演化與多樣化
＊ 變色龍般的保護色：奈米偽裝（Nano-camo）
＊ 金屬奈米粒子閃耀自訂顏色
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台灣黃大一 改寫恐龍演化史
http://news.rti.org.tw/index_newsContent.aspx?nid=420559&projectID=2
央廣 2013/4/28
撰稿‧編輯：江昭倫
新聞引據： 採訪
今年4月11日出刊的國際頂尖期刊「Nature」封面故事，刊登由一份國際兩岸研究團隊共同發表的「全球最古老恐龍胚胎骨床含有有機殘留物」論文，首度開啟國際上「恐龍胚胎學」新篇章，提供恐龍演化史重大線索。這項研究成果的幕後最重要推手就是來自台灣中興大學榮譽教授黃大一！因為他，原本在古生物界沒沒無聞的台灣，現在有機會在恐龍胚胎學研究領域搶佔先機，領先全世界！
國際「Nature」期刊登出「Embryology of Early Jurassic dinosaur from China with evidence of preserved organic remains (含有被保存有機殘留物證據的中國早侏儸紀恐龍胚胎學)」的第一天，當天網路搜尋則數高達500多萬則，顯示科學界與關注恐龍研究議題的各國恐龍迷對該項發現的高度興趣。
◎黃大一「驚鴻一瞥」 10年寒窗後轟動國際
這項研究起始於黃大一2003年在中國大陸雲南祿豐縣，發現世界上最古老的恐龍胚胎化石骨頭。本身是玩石家、也是業餘古生物家的黃大一說，2003年他帶領了一群化石玩家前往雲南祿豐採撿化石，當時大陸中央電視台特地前往採訪，就在訪問空檔幾秒鐘，他偶然看到自己左下腳旁有一個小化石，當時只覺得有些奇特，隨手撿起來放在口袋。
回到台灣後，黃大一查了一些資料，覺得該化石可能是早期哺乳類動物，但也不敢確定。直到2008年底碰到一群德國波昂大學來訪的古生物學者，他將手中的化石交由對方進行微型電腦斷層掃描分析，結果發現，它竟然是年代距今約1.95億年前，也是目前世界上最古老的恐龍胚胎化石。
黃大一警覺到該化石的重要性，2010年春天，他找上了古生物界研究恐龍胚胎權威專家─加拿大多倫多大學教授羅伯賴茲(Robert Reisz)院士，並由賴茲院士成功帶領一支國際兩岸研究團隊，陸續在雲南祿豐縣挖出超過20隻恐龍胚胎，總計有200多根不同胚胎發育階段的恐龍骨頭化石，它們都屬於不同發育時期的原蜥腳類祿豐龍胚胎個體，是侏儸紀早期最常見的恐龍。經過3年研究，成果發表在Nature重量級期刊上，轟動全世界。
◎台灣與國際首創「恐龍胚胎學」
為什麼這項化石研究成果如此重要？黃大一說，研究團隊分析恐龍身體內最長的骨骼「股骨(大腿骨)」，顯現祿豐龍在蛋裡的成長速度非常快，換句話說，祿豐龍的孵卵期很短。研究團隊也發現恐龍和現代鳥類一樣，會在蛋裡面動來動去，這也是首次有證據顯示恐龍有這類動作。
另一個重大發現就是在這些胚胎骨頭內，發現了被保存快2億年前的有機殘留物證據。黃大一說：『(原音)這個也是台灣團隊值得驕傲的地方，因為在這麼古老、靠近快2億年前的化石裡頭找到有機殘留物，這是到目前為止這是紀錄，沒有比這個更古老的，這個暗示一個問題，過去大家對於化石的認知需要作一些修改。』
這項研究成果在國際上首度開啟了「恐龍胚胎學」研究的全新機會。賴茲教授指出，這是全球第一次看見恐龍胚蛋內的胚胎如何發育，並追蹤其成長發育過程，對於了解這類群動物的生物特性，將產生重大的影響。
◎另闢蹊徑：看進骨頭裡！
因為這一篇「侏儸紀胚胎學」論文發表，包括黃大一在內，共有5位台灣學者破天荒同時登上Nature國際期刊封面。黃大一說，台灣並沒有相關古生物研究學者，對於恐龍研究根本無置喙餘地，因此當確認手中的化石是將近2億年前的恐龍胚胎化石時，他決定另闢蹊徑，利用台灣相關設備儀器，「看進骨頭裡面去」，讓台灣在古生物研究領域有發聲的機會。他說：『(原音)這種傳統的古生物學，我們絕對玩不過Reisz，因為他是權威，但是傳統古生物學者，他們是看骨頭的外面，我提出來我們看進骨頭裡面去。台灣雖然沒有古生物學者，但是我們有相關學科的學者和設備，我們走另外一條路，看到骨頭裡面去，我們才有講話的餘地嘛，我們才能打開一片天地。』
黃大一解釋，傳統的古生物學研究，相當重視化石型態的完整性，不會任意切割，完整還在蛋殼裡面的恐龍胚胎，根本不容破壞；他們團隊發掘的胚胎骨頭化石原本就是零散的，反而因禍得福，透過紅外光譜顯微實驗站分析，以及國家同步輻射中心製備比髮絲還要薄的樣品試片，台灣才能在微觀化石樣本中成功發現有機殘留物。
◎榮耀背後 台灣學術制度暴露缺失
不過，享受榮耀的背後，黃大一也感慨，整個研究過程中，曝露出台灣學術制度真的出了大問題。黃大一說，微軟創辦人比爾蓋茲沒有博士學位、蘋果創辦人賈伯斯連大學都沒有畢業，他個人雖然沒有完成博士學位，但包括這次在內共有兩次登上Nature期刊的紀錄，但台灣過度重視文憑，依台灣僵硬的制度，他無法向國科會申請經費補助，向國科會人才庫登記時也一度遭到拒絕。黃大一：『(原音)為了讓我能夠申請、拿到這個研究經費，照他的規定，必須到國科會的人才庫去登記，結果我上網去登記，不給我登記，我真的是氣死了！我就寫一封信給(前國科主委)李羅權主任，我跟他說，台灣有多少學者曾經在Nature發表論文，我這是第一個，我2004年已經有第一篇了，我不被你這個國科會認為是個人才，台灣還有人才嗎？我說士可殺不可辱，你這個制度出了問題了嘛！』
黃大一批評，台灣不是沒有投資經費，5年(新台幣)500億的卓越大學計劃也花了，但5年累積上到Nature期刊的次數，卻是亞洲排名倒數第2，成效大打折扣。他說：『(原音)根據Nature統計，我們台灣過去5年總共在Nature跟它的一級到第三級(期刊)整個集團裡面，發表了38篇論文，如果以亞太地區來講的話，前幾名排下來，我們是倒數第二，我們只比印度好一點，連新加坡都在我們前面，錢有沒有花？花啦，1年100億，人家Reisz院士他的多倫多大學一年79篇，我們5年加起來還沒有人家一個大學的一半，那這個錢到哪裡去了，有沒有用在刀口上？』
◎走出白色恐怖陰霾 開創新人生
不按牌理出牌的黃大一，在家人朋友眼中是個喜歡打破砂鍋問到底的人。1988年，他接受蘋果電腦邀請，回台灣從事中文電腦研發，後來又成了專研催眠的專家，就連玩化石都能轟動古生物界。但事實上他也是白色恐怖受難者家屬，父親在他6歲時遭槍斃，他一直等了58年又2個月，才在2011年從馬英九總統手中拿回父親當年遺書，心情感慨萬千。
黃大一說，成長過程中，家人始終活在被貼上台灣黑五類標籤的陰影下，人生大受影響，不過靠著玩化石，推廣恐龍科普推廣工作，他逐漸走出過去陰霾。現在他最想做的，就是募集更多經費，並好好利用剩下的時間，與賴茲教授一同帶領團隊在恐龍胚胎學進一步作出更多貢獻，也希望台灣政府可以利用這樣的機會，思考建立更好的制度、設置相關科系或研究中心，培養台灣古生物研究人才，不要錯失大好機會！
※ 相關報導：
＊ Embryology of Early Jurassic dinosaur from China with evidence of preserved organic remains
http://www.nature.com/nature/journal/v496/n7444/full/nature11978.html
Robert R. Reisz, Timothy D. Huang. Eric M. Roberts,
ShinRung Peng, Corwin Sullivan, Koen Stein,
Aaron R. H. LeBlanc, DarBin Shieh, RongSeng Chang,
ChengCheng Chiang, Chuanwei Yang, Shiming Zhong.
Nature 496, 210–214 (11 April 2013)
doi: 10.1038/nature11978
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