台大自然科學教育發展中心

氣候變遷是近年最受重視的議題之一，十九世紀以來，由於工業化的開展，人類製造的二氧化碳量年年攀升，造成地球氣候的劇烈改變。你知道你一年當中，上廁所、煮飯，上網搜尋資料，還有雙十一和黑色星期五的網購和外送，以及其他所有日常行為，共排放多少二氧化碳嗎？

說到科學繪圖，大多數人想到的都是細膩精緻的動植物繪畫；許多生物相關科系的學生，對它的印象也是從大學實習課開始。不過，人們欣賞這些作品時，常常遺忘了許多簡潔單調的圖像，也屬於科學繪圖。到底要達成哪些條件，才能算是科學繪圖；而拍照如此容易的今天，為什麼科學繪圖還沒有絕跡呢？

豆科(Leguminosae Juss.; Fabaceae L.)成立於1789年。傳統上，其下包含蘇木、含羞草、蝶形花3個亞科，但以往的形態分類，無法釐清蘇木亞科間的並系問題。隨著分子技術漸趨成熟，累積更多證據後，2017年豆科親緣工作小組(The Legume Phylogeny Working Group, LPWG)根據分子生物學的研究成果，將豆科重新劃分為6個亞科，成為近期豆科分類研究中，相當重大的一項成果。

種子為了散播到適宜生長的環境，會發展出各種不同的傳播策略。傳播種子的方式包含風力、水力、動物力、自力傳播等；其中，自力傳播可藉由植物細胞中水勢流動產生的壓力，累積彈性儲能，將種子彈射至遠方。自力傳播種子的類型相當多樣，本文將以酢漿草種子舉例，介紹其彈射過程中的細節。

植物標本是植物分類學者發表時必要的元素，也是分類處理時重要的證據。為了存放大量的植物臘葉標本，世界各國皆有建立專門安放標本的標本館(herbarium)。隨資訊交換的方便性提升，世界各地的研究者皆可憑藉網路取得標本照片及詮釋資料，而數位化的資料，以資料庫的形式儲存後，還能進一步分析植物族群的其他特性，延伸利用。

藉由公民科學平台 iNaturalist 豐富的觀察記錄，許多自然愛好者得以在肺炎疫情下探索野外植物，並在線上社群與同好互動，甚至發現新植物，從而將研究成果投稿科學期刊。本文藉由分享德州的 iNaturalist 使用者發表新歸化種貫葉山菥蓂(Noccaea perfoliata)記錄的故事，探討原生數位記錄和生物速查的可能性。

蝸牛花(Cochliasanthus caracalla)是豆科－蝶形花亞科中少數不對稱花冠的物種，大部分授粉生物學家認為，豆科特化的不對稱複雜花冠，在授粉和種間基因區隔上具有重要的意義。本文簡要介紹蝶形花冠的外觀，並說明蝸牛花花部形態的特殊之處，藉此介紹豆科花朵的多樣性。

豆科是開花植物中的第三大科別，過往最早的化石紀錄為 6千5百萬年前新生代的北美洲，近期在墨西哥北部挖掘到新種豆科化石 Leguminocarpum olmensis。該化石為白堊紀晚期的化石，為史上最古老豆科化石的紀錄，也是目前唯一的中生代豆科化石標本。此證據支持分子證據推估豆科出現的年代，也支持白堊紀晚期北美南部為豆科早期演化的地點。

世界上有多少種類的樹，是相當大尺度的問題，2022年，一篇研究利用GFBI(Global Forest Biodiversity Initiative)及TREECHANGE資料庫，以及生物多樣性的chao2統計量，估計出地球上的樹種推估量。此結果說明，地球上約有73,000種樹木，其中約有9,000餘種尚未被發表或描述過。以洲的尺度可發現，南美洲的生物多樣性最高，潛在的未發表物種也最多。

氣候變遷的主要原因來自於人類活動，極端氣候將導致咖啡產業產生衝擊，而尋找具備氣候韌性(Climate-resilience)的咖啡物種，被認為是減緩氣候災害威脅的其中一種方式。目前地球上被發現的咖啡物種共130種，其中許多物種有抗病蟲害，對乾旱及高熱擁有適應力的特性，而根據邱園研究員的研究，莫三比克微果咖啡、贊奎巴利亞咖啡，以及狹葉咖啡等，都有相對高的環境耐受性，對未來的咖啡產業而言，深具潛力。

木材是受人喜愛的建築或家具材料，市面上流通的商用木材種類繁多，辨識不易。一個鑽研機器學習的研究團隊，近期發表利用木材三個截面的圖像資料，用以訓練機器學習模型辨識系統，能夠區辨剛果77個樹種，且準確率高達95%。雖臺灣國內目前無廣泛使用的木材辨識系統，但有研究團隊朝此方向發展，未來具有相當潛力。

蒲公英是風力傳播子代的代表性植物之一，但它們到底可以飛多遠，影響飛行距離的因子卻不一定為人所知。本文依序介紹 (1)蒲公英果實的基本構造和相關機制，(2)長程傳播(LDD, long distance dispersal)的概念，以及 (3)蒲公英根據實驗模擬出的飛行距離。藉由蒲公英飛行的相關文獻，可以了解此植物實際種子散播的情況；也可以讓人重新審視，過往對事物直觀的推測，或許不如想像中簡單。

因氣候變遷，世界各國的農民都面臨缺水、土地退化與汙染等危機。高粱(Sorghum bicolor)是許多乾旱國家重要的作物，由於其優異的抗逆境能力，亦有「駱駝作物」的美名。有研究成果顯示，高粱的抗旱能力，除了過往了解的機制外，還可能與土壤中的矽相關。後續的多項研究亦證實，在作物的土壤中添加植物可吸收的矽肥，可以減輕環境及生物造成的壓力。

如果想知道以前的棘刺長什麼樣子，化石可以說是個最直觀的證據，然而要知道過去的古氣候，以及古植物、古動物的交互作用，就必須重建當時的氣候，並從間接的證據推測過去生態系的狀態。一篇研究報告指出，始新世中期（約莫三千九百萬年前）的西藏中部，具有極高的有刺植物多樣性，且多樣性的增加，與生物性/非生物性因子皆有關聯。

氣候變遷最早於 1980 年代提出，累至今日的影響，不僅人類有感，各個生態系及動物也受到嚴重波及。2022 年一篇《Scientific Reports》期刊研究指出，歐洲氣候較為溫暖的地中海地區，蛾類多樣性同樣受到極端高溫的影響，其多樣性會隨著年均溫上升而下降，夏季處於生長期的幼蟲，影響尤其明顯。氣候變遷不僅讓寒帶地區的物種滅絕，連溫暖地區的生物也受不了——到最後，這個地球沒有任何贏家。

氣候變遷是這個世紀人類面臨最大的挑戰之一，為了節省栽培作物所消耗的能源，植物微生物燃料電池（PMFCs, plant microbial fuel cells）技術應運而生。PMFC 可以利用水田中的微生物與植物根際沉積物產生電子，經由外加的電極，將生質能轉換為電能，是具有潛力的下一代新興能源。

真菌與人類的生活相關，這個類群中，擔子菌門的大型真菌更是真菌中代表性的族群。此篇文章概略介紹擔子菌獨特的擔子體與擔孢子構造，以及目前4個亞門的分類，並敘述了不同生態習性的類型與蕈菇種類。此外，亦根據2022年《Fungal Diversity》期刊，提供擔子菌目前發現的物種數，及研究所推估的實際物種數目。

2022年，一篇來自臺灣大學生命科學系蔡政修副教授研究團隊發表的研究，將一件80年前被鑑定為貓屬（Felis sp.）的下頜骨化石，利用數值分類、譜系發生、化石形態比對等證據，將其重新鑑定為似劍齒虎近似屬（cf. Homotherium）。不但為全球稀少的似劍齒虎證據新增了一筆新紀錄，也讓該化石以臺灣第一件劍齒虎化石之姿，填補更新世時期臺灣動物多樣性缺失的拼圖。

2021年，一個來自臺灣大學生態學與演化生物學研究所的研究團隊發現了臺灣的第一件羅漢松科木化石，並在《TAO》期刊發表了一篇報告，這不但為全球進行古植物研究的學者提供了一份新的證據，也顯示了臺灣在古植物化石研究方面，還有很多有趣的謎團有待解開。

混農林業(agroforestry)是一種結合農業與林業的土地利用型態，一篇發表於《Nature Communication》的期刊，針對馬來西亞的香莢蘭混農林業對當地生物多樣性的關係，並研究影響香莢蘭(Vanilla planiforlia)產量相關的因子。結果顯示，香莢蘭混農林業於休耕地中施行，會提升混農林內的生物多樣性，且香莢蘭的產量，與當地的生物多樣性沒有相關性，因此，或可輔導農民轉作，達到小農和環境共贏的香莢蘭栽種模式。

近十年來，推廣生物多樣性逐漸主流化與珍惜自然環境，「公民科學家」越來越備受重視。然而，許多參與其中的民眾，卻不一定瞭解自己觀察與上傳的生物資料，究竟有哪些貢獻。本文利用植物物候研究的例子，概述物候研究的重要性，以及公民科學資料在科學報告中扮演的角色。

衛星遙測是現代人類科學發展、人文活動，與災害防治中不可或缺的一環，本次探索講座邀請到現任的國立中央大學太空及遙測研究中心主任林唐煌教授，分享衛星資料的處理與應用。在這次的人物訪談中，林教授不僅提及衛星資料的背景知識和研究成果，更分享了研究報告以外的故事，以及關於資料利用的看法跟反思。

一篇發表於《Plant Biology》期刊的研究，為了瞭解在自然環境中樹木受反覆夏季乾旱影響的情況，所以在德國南部的森林架起樣區，分別觀測歐洲常見的闊葉樹歐洲山毛櫸 (Fagus sylvatica) 和針葉樹歐洲雲杉 (Picea abies)，受到長期乾旱再恢復水源之後，是否會產生遺留效應，對樹木造成比乾旱本身更長時間的影響。

一篇發表於《Plant Biology》期刊的研究，為了瞭解在自然環境中樹木受反覆夏季乾旱影響的情況，所以在德國南部的森林架起樣區，分別觀測歐洲常見的闊葉樹歐洲山毛櫸 (Fagus sylvatica) 和針葉樹歐洲雲杉 (Picea abies)，受到長期乾旱再恢復水源之後，是否會產生遺留效應，對樹木造成比乾旱本身更長時間的影響。

含羞草是一種常見也知名的植物，葉枕的膨壓可以控制葉片的閉合與下垂。從葉枕形態和解剖構造，可以發現葉枕形變時的物理機制。從組織的階層觀察，葉枕表皮的皺褶、表皮細胞排列方式和維管束的生長形式，都有助於含羞草受到觸碰刺激後，快速將細胞的水分輸送到導管，並進行可重複的葉枕彎曲行為。

含羞草的葉枕是控制葉子開闔的重要角色，除了組織內具有讓葉枕能膨脹與收縮的構造外，在單個細胞內細胞壁纖維排列的方式、初生紋孔域的形狀，也影響了薄壁細胞的結構，使之具有異向性 (anisotropy)。藉由顯微鏡的觀察和滲透壓實驗，可從各個階層看見葉枕形變的物理機制，瞭解薄壁細胞和組織是如何調控葉枕的觸發運動。

仙人掌是臺灣常見的外來植物，原產於美洲的乾旱地區。仙人掌的果實鮮豔且多汁，藉由吸引各種鳥類、哺乳類與爬行類取食，仙人掌的種子得以散布到其他地區拓展植群。一篇2023年的巴西研究，觀察當地特有仙人掌和果實取食者間的交互作用，該研究認為仙人掌的高度差異，會影響食果動物的組成；此外，研究也提供當地食果動物種類的完整資料。

琥珀是遠古時期樹脂在地層下經高溫高壓形成，其包裹的立體化石對分類研究者而言是重要的生物證據。本次邀請到國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所的蕭昀博士後研究員，分享有關昆蟲的化石研究細節，琥珀化石的產地，並說明市場上最常見的波羅的海琥珀化石，在昆蟲系統分類與演化研究上有哪些重要的價值與地位。

2023年，一篇《Scientific reports》的研究報導了包埋於波羅的海琥珀內的花朵化石，直徑達28毫米，為目前世界上發現最大的琥珀花朵化石。該研究分別描述花部構造與花粉構造，將其鑑定為灰木科 (Symplocaceae) 灰木屬 (Symplocos) 的植物，並爬梳文獻，將過往誤認為山茶科的Stuartia kowalewskii Casp.化石標本修訂為Symplocos kowalewskii (Casp.) Sadowski et Hofmann。

離岸風場的規劃、建置與維運需要技術與經驗門檻，而丹麥公司沃旭能源（Ørsted A/S）正是其中的翹楚。2016年，沃旭在臺灣設立亞洲總部，將累積30年的專業和經驗帶入臺灣，為國內離岸風電產業注入新能量。本次探索講座邀請到高傳勝總監針對離岸風電開講，而在講座前，將預先分享離岸風電和沃旭在臺灣發展的歷程故事。

氫能是新興科技，因無數科學家、相關企業、政府部門的研發、斡旋、溝通、整合、支助，各個相關技術才有落地並商業化的機會。謝宗霖是國立臺灣大學工學院的副院長，同時帶領前瞻綠色材料高值化研究中心能源材料分項執行氫能產業計畫，分別以儲氫、產氫等主題，連續兩年獲得未來科技獎。儘管有許多氫能技術的實績，但對謝宗霖而言，今日的成果卻參雜了許多轉折與隨遇而安的成分。

國立臺灣大學工程科學及海洋工程學系（下稱工科海洋系）郭振華教授，在學時便對海洋能源和水下載具擁有極大興趣，回臺任教後，更致力於水下載具的開發，這些成果，正好回頭協助黑潮洋流發電機計畫的進行。在郭振華分享黑潮洋流發電講座前，將預先介紹功能多元、外觀各異的水下載具，並說明這些機器人如何協助黑潮洋流發電機的布放和監測。

人類的各種活動離不開「能源」，而能源的生產與消費則和世界經濟息息相關。在全球氣候變遷的威脅下，創造低碳排的能源將是全球未來趨勢，2050淨零轉型亦成為國際共識。為了從不同角度理解能源與人類的關聯性，本期科學史沙龍講座分別邀請侯嘉星副教授與吳耿東副教授，從老虎灶歷史與生質能源發展面向，討論過去經驗帶給今日人類的啟示。

黃花酢漿草 (Oxalis corniculata) 是世界上分布第三廣泛的維管束植物，不僅在野外綠地常見，都市內的各個角落也能看見它們的蹤跡。儘管它們有著極強的韌性，都市熱島效應導致的高溫，對酢漿草來說，仍然是一大威脅。在強大的選汰壓力下，住在都市中的酢漿草演化出紅色葉子的特徵，在高溫壓力下仍能保有較佳的生長表現，因應都市環境的挑戰。

思考能源議題是跨領域的問題，討論現在能源議題尤其需要回顧過去歷史的發展。科學史沙龍的講座中，充滿相當多精彩的能源發展故事，而許多通往未來科技的路徑，就隱藏在無數的故事當中。本次演講以石油、石化產業為題，邀請到擁有豐富業界和學界經驗的吳榮章教授與洪紹洋教授，藉由分享過往的故事和石化工業的專業，讓聽眾思索如何看待臺灣過去的歷史與未來發展。

疫情期間，一個澳洲研究團隊於布里斯本進行了為期一年的居家生物普查，並在期間記錄到1,168種生物，研究依據發現物種的時間建立物種累積曲線，也在研究期間發現了不曾收錄於澳洲生物資料庫的觀察紀錄。研究結果顯示約87%的物種為原生種，顯示絕大多數物種存在於都市，並非完全來自人類的影響。這份研究不僅提供了布里斯本都市完整的生態調查紀錄，也顯示都市生態有更多值得深入探討和研究的議題。

2024年由臺大科學教育發展中心主辦的科學史沙龍能源與歷史系列講座中，主題為「肥料的歷史與肥料學」。這場講座由國立臺灣大學氣候變遷與永續發展學程的廖昱凱助理教授主持，並分別邀請臺大歷史系呂紹理教授和臺大農化系鍾仁賜名譽教授兩位講者為聽眾帶來精彩的演講。這場講座以肥料為主題，從肥料歷史與肥料科學兩個方面看人類文明中的肥料資源。這次講座的主題結合了科學與歷史的觀點，期待不同的見解和討論，可以擦出精彩的互動與火花。

癌症是萬病之王，也是我們每個人非常關注的健康議題；在三十年以前，癌症被認為是不治之症，但今時今日細胞基因療法出現，為世界上無數罹癌患者帶來一線曙光。本次探索講座邀請到沛爾生技醫藥股份有限公司創辦人林成龍醫師，介紹細胞基因療法的演進與原理，並分享能消滅癌症的CAR-T療法，在講述醫藥技術的同時，也點出醫學與政策間緊密相連的關係，發人深省。

心臟是人類無法再生的器官之一，但在生物醫學與生物工程的交叉領域中，心肌再生的未來充滿希望。在本次演講中，謝清河教授以其醫學與生物工程雙重背景，深入剖析心肌再生研究的挑戰與突破，特別聚焦於iPSC誘導性多功能幹細胞技術的應用。他指出，通過基因轉殖激發心肌細胞的再生潛力，可有效修復受損心肌，甚至解決心臟移植供應不足的問題。謝教授的研究，不僅讓心肌修復成為可能，也為末期心衰竭患者帶來新希望，展現了從基礎到臨床應用的創新之路。

基因治療是現代醫學的重要突破之一，它開啟了以基因層面對抗疾病的新時代。透過人類基因組的解碼、多莉羊的誕生以及下一代測序技術的進步，我們得以深入了解基因的結構與功能，也看到了利用基因技術治療疾病的無限可能。本次演講將聚焦於基因治療的核心技術及其應用，了解基因技術如何為未來的醫療健康帶來嶄新的視野與可能性。

人類自環境中取得能源，加以利用累積成文明，文明和歷史則反映了人和環境的互動關係。傳統的風水在當代意義討論中，也可以從空間、地方、環境與人的關係切入，不論是人類所處的自然空間中，或人、建築與環境彼此之間的空間配置，都影響人類觀看世界的角度。本次科學史沙龍邀請到臺北藝術大學建築與文化資產研究所邱博舜名譽教授，以耳目一新的「傳統風水」主題，討論這個文化現象從何而起，又在當代生活中，遺留下了哪些痕跡。

本次科學史沙龍講座中，國立臺灣大學動物科學技術學系朱有田教授帶領聽眾深入探討了豬的品種與多樣性，並藉由多項案例與研究資料，說明動物在馴化過程中的變遷與重要性。朱教授不僅分析了工業化對養豬業的影響，也探討了基因多樣性與品種選擇對現代豬隻的重要性。隨著馴化與科技的進步，許多豬品種的特性逐漸改變，但著重特定品種的養殖，也伴隨某些本土品種或基因多樣性的喪失。在這場演講中，朱教授以其專業的角度，向聽眾呈現了豬隻品種的豐富多樣性，並深入討論了人類如何在馴化的過程中，塑造了這些動物的形態與功能，從而促進了養豬業的發展。