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。