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2011年7月31日 星期日

李家維:樂在5億5000萬年地層研究

08/07/2011

報導:潘有文
圖:岑家豪、互聯網

研究自己喜歡的事物最快樂!

台灣學者李家維教授是研究和保護生物專家,

從探索動物感應地球磁場、尋找古代生物演化線索直到保護植物物種,

寓科學研究于生活,樂此不疲……


李家維教授簡介:

現在和曾經擔任的學術職位 

●清華大學生命科學系教授

●清華大學分子與細胞生物所所長

●科學人雜誌總編輯

●自然科學博物館文教基金會董事長

●辜嚴倬雲植物保種基金會執行長

專長

細胞生物學、生態學、生物礦化、顯微鏡術、生物演化。

研究

●1994年在《科學》(Science)雜誌發表蜜蜂與地球磁場感應的相關研究。

●1998年在《科學》(Science)雜誌發表在貴州瓮安磷礦中發現的古動物群胚胎化石,將動物出現時間回溯至5億8000萬年前。

●1999年在《自然》(Nature)雜誌上發表最早的有頭脊索動物──海口蟲的發現。

●2004年在《科學》(Science)雜誌發表了兩側對稱動物──貴州小春蟲的研究。

●2006年在《科學》(Science)雜誌發表具有極葉的胚胎化石之發現。

從生物如何感應地球磁場,到考古動物演化,甚至近年重點專注的植物保種採集,著名科學雜誌《科學人》總編輯李家維教授研究之路不斷調整方向,沒變的是關心生物的熱誠。

 “我是一個與國際民生不相關的人,因為我喜歡一些很冷門的題目。”李家維教授一直認為自己是不易入世之人。

 然而,近20年來,他幾乎每隔5年就換一個研究題目,而且越來越入世。

 20年前,即20世紀90年代初期,他研究蜜蜂如何感應地球磁場找到回家之路,當時科學界發現細菌體內有“磁鐵”,還未瞭解蜜蜂、鴿子、候鳥等,為何可以長途跋涉遠行,依然認得回家之路。

 在其他科學家提出蜜蜂體內可能有“磁鐵”的假設后,他也投入這項研究,並且于1994年在《科學》(Science)雜誌發表蜜蜂與地球磁場感應的相關研究。

對生物演化論產生興趣

 “蜜蜂可以離家很遠,不論陰天或晴天都可以精準找到回家的路,這說明蜜蜂並不是依靠太陽找到回家路線。許多生物會感應地球磁場,那是我持續感興趣的話題,因為想要尋找他們感應磁場的基礎所在。”

 生物感應地球磁場研究以三類生物為主,細菌是其中之一,再者即是蜜蜂,能飛越南北極的候鳥,也在研究類別之內。

 “蜜蜂體內有磁鐵,是為生物界內第二個案例,也是我當時的工作題目。”

 從研究動物體內磁場到動物考古,李家維教授的科學工作依然以動物為根基,研究方向卻轉了個彎,對生物演化論產生興趣。

 動物何時在地球出現?根據紀錄是5億4000萬年前,但動物化石出土時,動物身體結構已經非常複雜,未有演化線索,成為科學界謎題。

 恰巧,李家維教授才投入動物演化研究不久,就有機會和中國科學家合作,在1999年發掘出5億8000萬至6億年前地層內的動物化石,比原有紀錄早了5000萬年。

有機會和中國科學家合作

 “這是我很喜歡研究古生物學的原因,因為才入行沒多久,就在1998年有了重要發現,這令我很興奮。1999年,我們找到脊索動物的祖先,而人類 即是脊索動物的一員。在雲南,我們發現長度達兩三公分的早期原始脊索動物,它像魚一樣,幾乎快變成魚,並且有清楚的腦、眼睛和脊索。若誇大形容,可稱為人 類的祖先!”

 過去,科學家以為魚在四億多年才演化出來,未料在5億3000萬年前的地層已發現魚的化石。

 李家維教授的動物考古工作維持至今,經常到世界數個5億5000萬年的地層工作,如澳洲、蘇俄北極的白海及非洲工作。

 “今年8月,我會在非洲呆一個月,重點是找動物眼睛的出現年份,因為在中國貴州發現5億8000萬年前的動物是沒有眼睛,但在5億3000萬年前,幾乎什么眼睛都出現了。”

 他假設5億5000萬年前是動物眼睛出現的時代,因此,欲經考古瞭解眼睛在生物身上演化的背景和原因。

 非洲可能是動物眼睛演化過程的所在地,因此,他就在生活補給困難重重的非洲偏遠之處生活一段時間,給自己找到答案的機會。

 就李家維教授而言,研究環境不佳不是絆腳石,反而是一個跳板,因為研究過程和結果帶來的喜悅和滿足感,已成為他在科學研究之路的巨大原動力。

保護動植物不遺余力

 一方面研究動物起源,另一邊廂保護植物確保它們繼續生存,李家維教授有的不只是科學研究精神,還有對地球滿滿的愛心!

 台灣屏東屬于亞熱帶氣候,而他就在當地設立“辜嚴倬雲植物保種中心”,從世界各地引進植物種在花房內,使之持續生長。

 “從2007年至今,此保種中心發展極佳,截至今年5月最后一個星期,已存有1萬7400種世界各地熱帶與亞熱帶植物。”談及這項成就,李家維教授教授臉有得色。

 台灣號稱物種豐富,野外就有4100種植物,但走進這個植物保種中心,看到的可是台灣野外4倍以上的植物種類。

 “我們希望它將來可成為世界最重要的活體植物保存中心,此中心不開放供外界參觀,只投入保護工作。但,世界各地的植物學家可自由免費使用這裡的材料,因為這是一個非盈利組織。”

 全球各地的原始雨林正面對災難,基于商業發展或其他因素,許多地方的雨林面積正逐漸縮小,植物物種也日漸消失。

 李家維教授指出,跨國進行物種保護工作不易,因為各國對于物種管理、資金、環境、意識方面看法各異,因此,物種保護者會面對許多問題。

 “台灣具有適合熱帶和亞帶帶植物生長的環境,雖然最理想的植物保存法是原棲地保存,但現在熱帶地區開發極快,許多原始林都被砍伐,沒有組織可以扼止雨林的開發。”

 因此,李家維教授和物種保護專家退而求其次,在台灣選適當地點,以及從台灣的台泥集團募得充裕的資金后,立即發種保種計劃。

 他坦言,全球各地的雨林植物,包括我國東馬的雨林植物皆是該中心的保存目標。

挽救瀕臨滅絕植物

 李家維教授選擇在台灣設立植物保種中心,除了覓得適合熱帶和亞熱帶植物生長的地區,同時也基于台灣曾是世界植物轉運站,有著以轉運植物物種為生和具有商業頭腦的“綠手指”,早已演練出一套全球植物貿易體系。

 在植物貿易過程中,有一些會留在台灣,而且台灣擁有不少園藝收藏家,對不同的物種充滿興趣,透過世界熱帶地區受委托的“植物獵人”進行交易。

 “許多國家不願出口自家植物,當成是生物資源和顧忌到具經濟利益。至于台灣也不隨意允許他國植物入口,擔心變成入侵種和具有蟲害,在這時代要發展全球大規模收藏,越來越難。”

 然而,李家維教授身為生物學家,眼看植物物種在原棲地迅速消失,更加認定身負重任。因此,他和伙伴們努力取得台灣和物種出口國的許可,在符合法規下完成保種工作。

 “同時,我們也負起培訓東南亞學者的部分工作,曾舉辦蕨類培訓班,邀請東南亞8個國家的年輕人到保種中心呆兩個星期,接受密集課程,教導他們如何認識和保護蕨類。”

 他表示,雖然台馬兩地未有正式合作,但大馬依然有許多植物學家到過保種中心,包括大馬農業研究院代表。

優先保種教育其次

 處理事情分輕重緩急,植物保種工作優先,教育工作其次!

 由于熱帶和亞熱帶植物因野外原棲地遭快速破壞,物種滅絕的速度超過正常值數倍,造成地球生態環境惡化,因此,保存物種工作應該優先進行。

 李家維教授指出,如果不妥善保護這些物種,環境會惡化得更快!

 雖然灌輸全球人民保護植物物種意識非常重要,但計劃趕不上變化,李家維教授等生物學家唯以保種工作為先。

 “我們也有做教育工作,例如在中國、台灣、美國等地進行頻密的講座。然而,這不是重點,我們是在與時間賽跑,就急迫度而言,保種更重要!

《科學人》雜誌的影響

 科學雜誌是科學教育極佳的媒介,身為台灣《科學人》雜誌總編輯,李家維教授對于書刊在台灣社會獲得看重感到欣慰。

 《科學人》是美國已創刊166年的《Scientific American》的繁體中文版,2002年3月1日在台灣正式推出。

 “目前,在台灣兩千多萬人口中,約有3萬5000本《科學人》在流傳,也越來越多人看,代表這社會越來越健康,比較有知識,這是好事。”該雜誌創刊至今,一直擔任總編輯的李家維教授這么表示。

李教授和雜誌另外兩位靈魂人物──榮譽社長曾志朗和學者王道還,每月配合雜誌推出,分別到台灣四家電台與聽眾一起分享科學知識,讓台灣聽眾有一個討論科學的平台和機會。

 他表示,估計目前每月台灣校園約有七八千本至一萬本的銷量,校園以外的銷量約有2萬5000本。

 因此,他相信學生學習科學不只讀教科書,《科學人》也是不錯的科學讀物。


蜜蜂能感應地球磁場?李家維教授于4991年在《科學》雜誌發表蜜蜂與地球磁場感應的相關研究。

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