[轉貼] 傾盡一生研究螞蟻的「蟻人」——愛德華.威爾森

看板Ant作者 (刺蝟)時間2年前 (2022/01/03 00:00), 編輯推噓2(200)
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【轉貼】發文範例 所有有關螞蟻的文章、新聞、論文都可以以轉貼的形式發文 但記得附上來源以及心得 ※請勿發佈廣告文章 轉貼內容: 傾盡一生研究螞蟻的「蟻人」——愛德華.威爾森 命中注定的螞蟻 16 歲時,愛德華.威爾森(Edward Osborne Wilson)就想明白了,他要研究螞蟻。威爾 森從小喜歡研究動物,小時候生活在海邊,對水母和魚十分著迷,早早立下了成為生物學 家的志向。 https://pansci.asia/wp-content/uploads/2021/12/Plos_wilson-739x628.jpg
演化生物學家愛德華.威爾森。圖/ Wikipedia 但天意弄人。他有聽力問題,聽不到高頻聲音,因此青蛙之類叫得歡的動物,他研究不了 。再有,7 歲時的一次釣魚,他不小心刺瞎了右眼,僅靠一隻眼睛無法立體成像,因此像 鳥這種運動敏捷的動物,他也無法觀察。 好在,上帝關了門,也會打開窗。右眼失明後,威爾森的左眼視力反而超過常人,能讓他 觀察到很細小的事物。雖然威爾森聽不得叫聲,看不到運動,但超強的細節觀察能力,讓 他的研究對象鎖定在了昆蟲。但世間昆蟲也千千萬萬,該研究哪種呢?1945 年秋天,16 歲的威爾森開始嚴肅考慮起自己的未來,他想: 「必須選出一些能使我成為世界權威的昆蟲。 」 首先排除蝴蝶,因為它們太有名了,已經有許多出色的學者在研究它們。蠅類看起來比較 有希望,它們到處都是,而且種類繁多。雖然家蠅以及糞蠅敗壞了雙翅目昆蟲名聲,威爾 森卻十分欣賞它們的利落身姿和悠閒態度。行動力極高的威爾森著手準備工具:瓶子、標 本盒,以及一種特製的昆蟲針。 天意再次弄人。這種昆蟲針,當時主要由捷克斯洛伐克製造。1945年,捷克斯洛伐克加入 了蘇聯陣營,他再也買不到這種針了。 於是,威爾森將目光投向了螞蟻。在過去的 5000 萬年裡,螞蟻一直是地表上佔壓倒性多 數的昆蟲,分佈在幾乎每一寸陸地上。此刻,有至少 1 千萬億隻螞蟻生活在人類周圍。 就這樣,威爾森在 16 歲時確定了自己一生的研究對象。 年輕的權威與螞蟻的複仇 自從下定了研究螞蟻的決心,威爾森真是什麼都敢做。25 歲,他與未婚妻分別,隻身前 往新幾內亞的熱帶雨林轉了一圈。為收集當地才有的特種螞蟻,他忍受著酷暑、瘧疾、水 蛭、甚至還有不知名的殺人逃犯。26 歲,威爾森從哈佛博士畢業,這期間主要研究了螞 蟻的分類問題。 「分類」絕不是簡單的給生物貼標籤。在當時,有權進行生物分類的人,往往是某一物種 的權威人物。他們需要透澈了解文獻裡有關該物種一切,唯有如此,才能鑑定出選定的物 種到底是哪種。 一位分類學家,可謂是這種生物的「大總管」兼「發言人」。 作為已經勝任螞蟻分類的人,威爾森博士畢業沒多久,就得到了哈佛大學的終身教職。但 威爾森的螞蟻研究,卻給哈佛帶來一場「小災難」。 20 世紀 60 年代的一天早上,生物系一位研究員的移液器(pipette)不能用了,仔細一 看,原來是一隻螞蟻堵住了前端處的針管。這天午餐時分,許多教職工發現,在三明治和 漢堡上,有一些黃色的小螞蟻。 「災難」初露端倪 當天下午,整個生物系室內的玻璃器皿、文件袋、筆記本中,都出現了黃色螞蟻的身影。 蟻群,正在經由大樓中的牆縫與管道,向四面八方散播。 這種黃色螞蟻,叫「法老王蟻」,是一種源自東印度群島的害蟲,能損害建築,還會傳播 細菌。 https://i.imgur.com/G8CasUr.jpg
法老王蟻(又稱法老小家蟻)。圖/中文百科全書 正如你想的那樣,法老王蟻就是從威爾森的實驗室跑出去的。這種螞蟻的生存和繁殖能力 太強了,哈佛花了數年時間,才逐漸控制住了它們的規模。這一場「災難」,被威爾森戲 稱為「螞蟻的複仇」。 怎樣湊齊十萬隻螞蟻? 隨著科技的進步,人們的觀察範圍逐漸超脫出五感的局限,嶄新的世界在科學家面前展開 。生物學家們發現,大部分的動植物可以通過釋放化學信號,來進行溝通。這些化學信號 統稱為費洛蒙(Pheromone)。自然而然,威爾森想知道,螞蟻怎樣使用費洛蒙交流。 https://cdn.pixabay.com/photo/2016/05/25/13/49/peony-1414875_960_720.jpg
螞蟻如何使用費洛蒙交流呢?圖/Pixabay 首先,通過解剖,他發現螞蟻體內達氏腺可能含有費洛蒙。但是如何分析這些費洛蒙的成 分,卻是個大難題——每隻螞蟻體內的關鍵物質只有十億分之一克。當時,最先進的分析 手段,可以鑑定百萬分之一克的微量物質。換句話說,需要十萬隻螞蟻才能湊足實驗所需 的最低劑量。 但要上哪裡找這麼多的螞蟻?此時,威爾森的豐富經驗起到了作用。有一種火蟻,當河水 暴漲淹到蟻窩時,工蟻就會結成一團緊密的球,浮在水面上,保護蟻后及幼蟻安全轉移。 於是,威爾森開車來到盛產火蟻的南方鄉間。這裡簡直就是螞蟻們的「北上廣」,整片草 地上到處都是半人高的蟻窩。 https://twitter.com/LeagueCityTX/status/1308437268508692482?s=20 威爾森的團隊成員把蟻窩鏟起,放進水溝中,螞蟻就會都浮出了水面,抱成一團。大家趕 緊用鏟子,把這些螞蟻球收集起來。當然,火蟻也不是吃素的,被它刺到,皮膚會像被火 灼燒的痛。只要有機會,蟻窩裡的每一隻螞蟻都想連續刺你十幾下。 在被火蟻叮咬的體無完膚之後,威爾森終於收集夠了材料,順利成功完成了螞蟻費洛蒙的 研究。 生物學的岔路口——進化生物學該走向何方? 通過螞蟻的收集、分類和費洛蒙的研究,威爾森早已實現了他在 16 歲發下的心願——成 為生物學領域世界級的學者。然而,當他自覺走上人生巔峰的時刻,他所處的進化生物學 領域,遭到了一次巨大的衝擊。 衝擊來自一門嶄新的學科——分子生物學,顧名思義,是指在分子層面對生物進行研究。 這一學科的奠基人與領軍者是詹姆斯.沃森(James Dewey Watson),諾貝爾獎得主,DNA 雙螺旋結構的發現者之一。 https://pansci.asia/wp-content/uploads/2021/12/James_D_Watson-626x628.jpg
詹姆斯.沃森。圖/Wikipedia 年少成名的沃森,心高氣傲,認為生物學必須轉換成由分子及細胞所主導的科學,而且生 物學還必須改用物理及化學語言來重寫。沃森甚至認為,從前所建立的生物學中充斥著一 批批「才智平庸之人」。 分子生物學在短時間內取得了一系列重大的成果,而大獲成功。幾乎在一夜之間,生物學 界人人口中必說分子、蛋白質、DNA。面對新興學科的強勢,以威爾森為首的進化生物學 家們,可不打算臣服在這一群「連紅眼蜻蛉和螻蛄」都分不出來的「試管操作員」的手下 。 威爾森等人的反擊點在於:如果放棄個體、種群以及生態,去談論生物學,無疑是一種「 愚蠢」的方法。兩派最僵的時候,在走廊裡碰頭沃森對威爾森都不會打招呼。 此時的分子生物學家信心十足,深信未來屬於他們。他們的目的是:從分子到細胞再到生 物個體,在微觀的層面解決關於生命的科學問題,自下往上進行一場生物學的革命。那麼 ,威爾森的進化生物學,能帶來什麼突破呢? 經過漫長的探索,威爾森決定把生物學帶到社會層面。 別人落水了,你救不救? 幾十年來,在觀察了數十種螞蟻的生活後,威爾森形成了自己最重要的學說——社會生物 學。 社會生物學,是威爾森從進化的角度,來解釋生物社會行為的學說。該學說的著名成就之 一,是解釋了「利他行為」。或者換一種說法:「別人落水了,你救不救? 」 達爾文的進化論,核心是自然選擇,其對像是生物「個體」。理論上自然界的所有生物都 應該是自利的,也就是「別人落水,你不能救,這樣你才能活下去」。 但顯然,這個說法是有違常識的。為了解釋這種利他行為,學者威廉.漢密爾頓,提出了 「親緣選擇」(Kin Selection)理論:利他行為的目的,是確保有近似基因的個體能存 活下去。也就是說,自然選擇的對象是「基因」。 當別人落水,救不救要看血緣關係:自己孩子落水,拼了命也要救;叔叔或侄子落水,可 能水不太深才會去救;陌生人落水,自己在岸邊喊救命。 親緣越近,真的利他性越強嗎?威爾森不同意漢密爾頓的觀點。威爾森認為:「親緣選擇 」意味著我們要時刻「算計」著,看別人落入危險,先要查查他和自己的家譜,看看是不 是血親? 為什麼我們願意為完全陌生的人幫忙,甚至付出生命——想想那些在前線戰鬥的士兵,或 者在火場冒險的消防員,他們完全是在保護陌生人。為了解釋這一現象,威爾森通過研究 螞蟻的社會行為,構建了數學模型,並為「利他行為」提出了另一種解釋——「群體選擇 」(Group Selection)。 自然選擇的對象不是達爾文的「個體」,也不是漢密爾頓的「基因」,而是生物「群體」 。利他行為的發生,是為了確保自己所處的「群體」活下去。 https://i.imgur.com/0tA7Bnl.jpg
一對裂唇魚(Bluestreak cleaner wrasse)正在替一尾疊波蓋刺魚(Blue angelfish) 清理魚鰓中的寄生蟲,蓋刺魚藉此也可擺脫寄生蟲的困擾,維持魚體的健康(攝於台灣綠 島石朗海洋保育區)。圖/Wikipedia 威爾森也用實驗證據,支持這一模型:把一些分屬不同譜系的螞蟻,從小放在一個蟻巢裡 養大。這些毫無親緣關係的螞蟻之間演化出互幫互助和奉獻精神。 也就是說,開啟螞蟻利他行為的,不是基因,而是群體的共同成長。 群體選擇理論雖然不是威爾森首創,但他成功通過數學與實驗的方法,論證了其合理性。 當時,「親緣選擇」與「群體選擇」在學界仍沒有定論。但威爾森的理論,無疑給回答這 一問題找到了新的科學視角。 威爾森進一步把相關理論擴展到了人類,從社會生物學的角度,他解釋了人類的社會分工 、親緣關係,階層,兩性分工、親子關係、部落主義、民族國家等等。 簡單來說,威爾森重新解讀了「人性」。 當然,研究一旦觸及「人性」,往往會引起巨大的反彈:有人認為威爾森的學說為種族主 義提供了土壤,也有人反對僅僅從螞蟻、蜜蜂這樣的「低等動物」來推論人的行為。曾 有 137 位科學家聯名反對威爾森的學說;在一次公開演講時,反對者甚至還潑了威爾森 一身冷水。 面對反對的聲音,威爾森早做好了準備。作為一名科學家,他覺得自己有責任去「思考一 些宏大的問題」,「(為人類建立)全面、正確的自我認知」。回看威爾森的研究生涯, 他認真研究了螞蟻的一切,在此基礎上,他還想窺探一些生命的奧秘。 無論正確與否,威爾森已經為我們重新認識人類自身,提供了一種可能。 暮年 幾年前,威爾森在自家花園接受采訪。記者還沒來得及說話,耄耋之年的威爾森,俯下身 ,撿了一隻螞蟻,並喃喃自語:「我得先找個小瓶子把它裝起來,研究一下。」就像 16 歲時那樣。 心得: 用一生的精力鑽研一門學問就是專家,而且將研究成果擴展到人類世界,更是一種哲人風 範。 原資料出處: https://pansci.asia/archives/338686 -- -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.165.121.116 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Ant/M.1641139214.A.F84.html

04/11 07:41, 2年前 , 1F
好有趣!
04/11 07:41, 1F

12/25 05:27, , 2F
謝謝分享,很有趣
12/25 05:27, 2F
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