城市演化的科學:物種急速演化,適應城市生活

城市演化的科學:物種急速演化,適應城市生活
在十九世紀英國工業革命時期,因空氣污染,令白樺樹佈滿黑色煙塵,因而讓黑色樺尺蛾能避開鳥類捕獵,大量繁殖。

我們想讓你知道的是

在城市急速擴展下,大自然有不少物種正急速演化以適應城市生活,部分物種的演化過程,或許已縮短至不足廿年。

文:葉子
圖:香港電台

根據達爾文的演化論,生物物種在繁殖過程中,會因為遷徙、環境變化等因素出現基因突變,有利物種適應全新環境,繼續生存及繁殖。達爾文曾經指出,物種的演化過程極為漫長跨越數代,人類無法觀察,只能透過研究不同年代的化石作出推斷;不過在城市急速擴展下,大自然有不少物種正急速演化以適應城市生活,部分物種的演化過程,或許已縮短至不足廿年。

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2010年,生物學家首次發現鯰魚會捕獵白鴿,被視為城市演化的例子。

白足鼠食快餐

城市無疑是人類對大自然最極端的干預,人類以水泥鋼筋創造出全新的環境,改變地球面貌;促使野生動植物出現基因改變,以求在人類主導的環境內繼續生存。演化生物學家門斯-修夫一直研究囓齒類動物,他在紐約市內不同公園,以及近郊森林採集超過100隻白足鼠的基因,分析及比對後發現城市白足鼠的代謝基因組成有所改變,相信是因為牠們主要進食人類剩食,代謝基因改變後有助牠們消化及吸收快餐食物。

飛蛾撲燈

城市發展難免帶來光污染,自人類開始點燈以來,每年有數以十億計昆蟲死亡,絕對是昆蟲界的一場浩劫。2006年,科學家柯塔密在晚上長期亮燈的公園內,竟然發現不少衛矛巢蛾幼蟲,決定以牠們作研究,了解昆蟲能否適應城市光害。他將從郊外及城市捉到的飛蛾,放進設有誘蟲燈的黑房內,觀察飛蛾撲火的習性。結果發現誘蟲燈內的城市飛蛾,比郊外飛蛾少20%;實驗清楚顯示衛矛巢蛾有遺傳性的適應力,以適應城市生活。

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燈光污染是昆蟲最大威脅之一,自從人類開始點燈以來,每年有數以十億計昆蟲死亡。

新品種三葉草

另外,全球168個城市共250名研究員,亦進行有史以來最大型的演化生物學合作計劃,研究各地的三葉草如何適應城市環境。研究團隊採集各地的三葉草後,會記錄三葉草樣本的山埃值,再進行對比。專家指山埃值高的三葉草較能抵禦獵食者,但相對不耐寒;而城市一般較郊外高溫,因此山埃值越高,就代表三葉草已適應城市環境。研究發現在33%的實驗城市中,三葉草已成功適應城市生活,出現平行演化跡象,將來或有機會發展出城市獨有的新品種三葉草。

當物種未能適應

雖然不同的研究顯示,魚類、飛鳥、昆蟲和植物等,都有物種正在不斷演化,以適應城市上升的溫度、環境污染及光害,努力掙扎求存;但無可否應亦有不少物種,因為未能趕上城市化的步伐而逐漸消失。有研究發現生物質的數量已下跌60至80%,影響生物多樣性;而生物多樣性對大自然極為重要,關係到人類賴以維生的氧氣和食物;如果我們繼續肆意擴展城市,不斷污染環境,人類最終亦難逃滅絕一刧。

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帝王斑蝶幼蟲以乳草維生,若城市擴展令乳草減少,帝王斑蝶亦難逃滅絕危機。

〔播出時間:2022年5月4日(三),晚上11時〕

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責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex


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Photo Credit:TNL Brand Studio

我們想讓你知道的是

作為百年汽車製造商,尤其是像奧迪這樣的大型領導企業,對環境的影響想必是不可忽視。既然如此,奧迪能怎麼做?又能以什麼樣的方式來達成永續?

奧迪創新獎Audi Innovation Award (AIA)是奧迪自2018年起,為了尋找具有創意且能夠改善人們生活方式的新創團隊所舉辦。本屆奧迪創新獎更首度邀請學生團隊加入競賽,獲選的提案將能獲得獎學金。台灣福斯集團暨台灣奧迪總裁安薩瑞(Rahil Ansari)表示,今年奧迪以永續城市為主題,邀請了來自台灣頂尖大學的學生團隊,各自提出他們對城市永續的創意想法,藉由與學生交流,更能為奧迪帶來新鮮氣息,以及充滿活力的新創氛圍。

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台灣福斯集團暨台灣奧迪總裁安薩瑞 Rahil Ansari。

台灣學生挑戰國際競賽,實踐想法超興奮

本屆的評審委員,也是奧迪環境基金會的資深顧問Matthias Rossmann博士指出,這個深具啟發性的獎項,不僅將德國、台灣的企業與人才匯聚在一起,為了追求一個有意義的共同目標,彼此分享、激盪,是一件相當令人感到興奮的事情;更希望透過學生們新穎的眼光,來點亮這個世界的多種可能。

在台灣的四個團隊中,包括了代表清華大學材料科學與工程學系的蘇姮侒、清華大學工業工程與工程管理學系的林芮伃、臺灣科技大學應用科技研究所的張培旺,以及清華大學材料科學與工程學系的林曜宇。張培旺靦腆地表示,在參加之前,其實並不知道AIA是一個什麼樣的競賽,所以做了很多事前的準備;在實際參加後,更是認同AIA的理念,很高興有機會可以把自己腦中的想法,化為現實可行的作法。而來自清大的蘇姮侒也有同樣的感受,能夠把所學變成所用,甚至更進一步的推展擴大,是這次參加活動最大的收穫。

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Photo Credit:TNL Brand Studio
來自臺灣的四個學生團隊,很高興有機會可以把自己腦中的想法,化為現實可行的作法;甚至更進一步的推展擴大,是這次參加活動最大的收穫。

刻寫在DNA中的新創力,轉化成永續科技的動能

針對本次競賽的主題「永續城市」,學生們最初的確感到有些困惑。作為百年汽車製造商,尤其是像奧迪這樣的大型領導企業,對環境的影響想必是不可忽視。既然如此,奧迪能怎麼做?又要用什麼樣的角度來談永續?Matthias Rossmann博士認為,事實上,這正是全球的汽車製造商所面臨的挑戰,而奧迪願意正面接受這樣的考驗,並且做出承諾。因此在2009年成立了奧迪環境基金會,就是希望借力使力,將與環境相關的問題,透過科技、技術的力量來解決。藉由解決這些全球性問題的過程中,奧迪環境基金會更期待引發每一位奧迪人對環境的熱情與認識。

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奧迪環境基金會資深顧問Matthias Rossmann博士。

Matthias Rossmann博士同時也分享了奧迪環境基金會所進行研發的兩個項目。首先是與德國柏林大學合作,用於對付目前無所不在的塑膠微粒的智慧過濾器。這個過濾器被設計成適合安置在城市的下水道系統中,除了直接過濾掉有害的塑膠微粒之外,更重要的是收集這些東西的來源、型式,並且數據化,就能建立城市中的塑膠微粒熱區,以便針對這些地方進行防治、宣導及改善的工作。另一個非常有趣的項目則是與海德堡大學合作,開發配備了先進傳感器技術的無人機,用來監測樹林中的狀態,對於有志於保護植物生態系統的人來說,這無異為最有力的幫手。

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Photo Credit:Audi Environmental foundation

從移動到居住,為下一個世代而生的解決方案

永續、環保的實踐,不再只是自備環保餐具和環保袋而已,奧迪環境基金會把這個影響巨大、需要全球一起努力的環境議題,視為一個創造的契機,一個能夠透過創新思維、前端科技,打造出更適合人們生活的環境的機會,也是幫助我們的地球資源能夠永續循環的機會。

在精彩刺激的競賽之後,2021年的奧迪創新獎AIA圓滿落幕,所有參加的團隊不只具備很強的新創能量,也提出了非常有趣、複雜的設計。而學生團隊的優秀表現,更是令評審耳目一新且印象深刻。Matthias Rossmann博士表示非常期待將來能有機會,與這些學生們一起工作,嘗試更多的可能性。安薩瑞總裁(Rahil Ansari)也提出了願景,希望透過這樣的共識以及共同努力,可以加速打造一個永續的、宜居的、對所有人都更好的,專屬於下一個世代的居住環境。

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