物種卡:幾十種生物的冷知識

從地木耳到最後的三葉蟲,這一頁彙總遊戲裡的物種卡,每張卡講一種生物的特別之處。

地球上沒有一種生物是“普通”的。遊戲裡的物種卡收集了九十多種生物,從能幹燥休眠多年的地木耳,到沒有大腦卻能找到迷宮最短路線的黏菌,再到“兩個人的 DNA 約有 99.9% 相同”的智人。這一頁挑出最有故事的幾十種,按微生物、植物與真菌、無脊椎動物、魚與爬行動物、鳥與哺乳動物五組來講。

微生物與單細胞生物

物種冷知識
地木耳能在乾燥狀態下休眠多年,遇水幾小時內就恢復光合作用。
原綠球藻地球上數量最多的光合生物,1988 年才被發現。
大腸桿菌分子生物學最重要的模式生物之一,理想條件下約 20 分鐘分裂一次。
耐輻射奇球菌能承受約為人類致死劑量上千倍的電離輻射。
鹽沼鹽桿菌生活在飽和鹽水裡,用紫色的細菌視紫紅質吸收陽光。
嗜酸熱硫化葉菌生活在約 80°C、強酸性的溫泉裡。
多頭絨泡菌沒有大腦的單細胞黏菌,卻能找到迷宮的最短路線。
團藻數千個細胞組成的空心球,是研究多細胞起源的經典生物。

這些生物背後,是生命之樹的三大域:生命之樹被重新劃分為細菌、古菌、真核生物三大域(Woese、Kandler 與 Wheelis,《PNAS》1990);“細菌”其實是兩類截然不同的生命,古菌從此獨立成支(Woese 與 Fox,《PNAS》1977)。

植物與真菌

  • 泥炭蘚:泥炭地只佔陸地約 3%,儲存的碳卻比全球森林還多。
  • 鱗木:高達 30 米以上的石松類巨樹,石炭紀煤層的重要來源。
  • 銀杏:銀杏綱唯一現存的物種,近親早已全部滅絕。
  • 北美紅杉:現存最高的樹,最高約 116 米。
  • 百歲蘭:一生只長兩片葉子,個體可活上千年。
  • 捕蠅草:葉片要被觸碰兩次才會合上,像是在“計數”。
  • 水稻:養活了全球約一半的人口。
  • 產黃青黴:弗萊明 1928 年發現青黴素的那株黴菌就屬於這裡。
  • 釀酒酵母:1996 年成為第一個完成全基因組測序的真核生物。
  • 單側線蟲草:感染螞蟻后,會讓它爬到高處咬住葉脈再死去。
  • 奧氏蜜環菌:奧勒岡州的一個個體覆蓋近 10 平方公里,可能是地球上最大的生物。

最早的花也有一段故事:遼寧古果被認為是最早的開花植物之一,其年代後來修訂為白堊紀早期(Sun 等,《Science》1998)。

無脊椎動物

  • 水螅:幾乎不會衰老,切成碎塊也能再生成完整個體。
  • 水熊蟲:2007 年被送上近地軌道,在真空和宇宙輻射中活了下來。
  • 普通章魚:大約三分之二的神經元分佈在腕上。
  • 大王烏賊:眼睛直徑可達約 27 釐米,2004 年才首次在野外被拍到。
  • 鸚鵡螺:外形 5 億年來變化很小,被稱為“活化石”。
  • 美洲鱟:藍色的血液被用來檢測藥品和疫苗是否受到細菌內毒素汙染。
  • 巨脈蜻蜓:翼展約 70 釐米,與當時氧氣含量很高的大氣有關。
  • 節胸蜈蚣:體長可達約 2.6 米,是已知最大的陸生節肢動物。
  • 切葉蟻:會種植真菌當食物,是人類之外最早的“農民”之一。
  • 蛙鏡眼蟲:三葉蟲的眼睛由方解石晶體構成,鏡眼蟲的晶狀體還是雙層的。
  • 砑頭蟲:最後一批三葉蟲,堅持到了二疊紀末大滅絕。

三葉蟲消失的那場災難,精確測年顯示可能只持續了約 6 萬年,與西伯利亞火山活動吻合(Burgess、Bowring 與 Shen,《PNAS》2014)。

魚、兩棲與爬行動物

  • 矛尾魚:曾被認為早已滅絕,1938 年在南非被漁民捕獲。
  • 鄧氏魚:泥盆紀的頂級掠食者,沒有牙齒,靠鋒利的骨板咬碎獵物。
  • 巨齒鯊:已知最大的鯊魚之一,約 360 萬年前滅絕。
  • 墨西哥鈍口螈:終生保持幼體形態,還能再生四肢。
  • 金色箭毒蛙:皮膚裡的毒素足以毒死多個成年人。
  • 楔齒蜥:喙頭目唯一倖存的物種,頭頂有一隻“第三眼”。
  • 豹紋變色龍:靠調節皮膚里納米晶體的間距來改變顏色。
  • 霸王龍:咬合力估計可達數萬牛頓,是陸地動物中最強的之一。
  • 伶盜龍:實際只有火雞大小,而且長著羽毛。
  • 劍龍:體長可達 9 米,大腦卻只有核桃大小。
  • 無齒翼龍:翼展可達 6 米以上,但翼龍並不是恐龍。

羽毛的故事來自遼寧的化石:羽毛在鳥類出現之前就已經長在恐龍身上(Ji、Currie、Norell 與 Ji,《Nature》1998)。

鳥與哺乳動物

  • 印石板始祖鳥:1861 年被發現,正好在《物種起源》出版兩年後。
  • 中嘴地雀:格蘭特夫婦觀察到,一場大旱之後它們的喙在一代之內明顯變厚。
  • 渡渡鳥:17 世紀後期滅絕,是人類導致物種滅絕的標誌。
  • 新喀鴉:會把樹枝加工成帶鉤的工具來掏蟲子。
  • 鴨嘴獸:會下蛋的哺乳動物,雄性後腿還有毒刺。
  • 真猛獁象:最後一批在弗蘭格爾島上活到約 4000 年前,那時金字塔已經建成。
  • 大熊貓:屬於食肉目,卻幾乎只吃竹子。
  • 長頸鹿:脖子雖長,頸椎卻和人一樣只有 7 節。
  • 藍鯨:已知存在過的最大的動物。
  • 抹香鯨:擁有動物界最大的大腦。
  • 寬吻海豚:每隻海豚都有自己獨特的“簽名哨聲”,作用就像名字。
  • 智人:任意兩個人的 DNA 約有 99.9% 相同。

想讀原文,可以搜這些題目

  • Woese 與 Fox(1977):《Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms》,大意是“原核生物域的系統發育結構:初級的界”
  • Woese 等(1990):《Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya》,大意是“邁向生物的自然系統:古菌域、細菌域和真核域的提議”
  • Sun 等(1998):《In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China》,大意是“尋找第一朵花:來自中國東北的侏羅紀被子植物古果”
  • Burgess 等(2014):《High-precision timeline for Earth's most severe extinction》,大意是“地球最嚴重滅絕的高精度時間線”
  • Ji 等(1998):《Two feathered dinosaurs from northeastern China》,大意是“中國東北的兩種長羽毛恐龍”

真實依據

  • 地木耳(Nostoc commune):能在乾燥狀態下休眠多年,遇水幾小時內就恢復光合作用。

  • 原綠球藻(Prochlorococcus marinus):地球上數量最多的光合生物,1988 年才被發現。

  • 大腸桿菌(Escherichia coli):分子生物學最重要的模式生物之一,理想條件下約 20 分鐘分裂一次。

  • 普氏立克次體(Rickettsia prowazekii):流行性斑疹傷寒的病原體,也是與線粒體親緣最近的細菌之一。

  • 豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum):住在豆科植物的根瘤裡,把空氣中的氮變成植物能用的養料。

  • 德氏乳桿菌(Lactobacillus delbrueckii):酸奶發酵的主角之一。

  • 耐輻射奇球菌(Deinococcus radiodurans):能承受約為人類致死劑量上千倍的電離輻射。

  • 結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis):1882 年由科赫發現,至今仍是致死人數最多的病原體之一。

  • 鹽沼鹽桿菌(Halobacterium salinarum):生活在飽和鹽水裡,用紫色的細菌視紫紅質吸收陽光。

  • 史氏甲烷短桿菌(Methanobrevibacter smithii):人類腸道中最主要的產甲烷古菌。

  • 嗜酸熱硫化葉菌(Sulfolobus acidocaldarius):生活在約 80°C、強酸性的溫泉裡。

  • 多頭絨泡菌(Physarum polycephalum):沒有大腦的單細胞黏菌,卻能找到迷宮的最短路線,還復刻過東京的鐵路網。

  • 大草履蟲(Paramecium caudatum):全身覆蓋數千根纖毛,是生物課上最常見的單細胞生物。

  • 惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum):由蚊子傳播。屠呦呦發現的青蒿素拯救了數百萬人,獲 2015 年諾貝爾獎。

  • 多邊舌甲藻(Lingulodinium polyedra):受到擾動會發出藍光,讓加州海岸的夜浪發光。

  • 條斑紫菜(Pyropia yezoensis):餐桌上的紫菜,所屬類群是化石記錄最古老的真核生物之一。

  • 團藻(Volvox carteri):數千個細胞組成的空心球,是研究多細胞起源的經典生物。

  • 泥炭蘚(Sphagnum):泥炭地只佔陸地約 3%,儲存的碳卻比全球森林還多。

  • 鱗木(Lepidodendron):高達 30 米以上的石松類巨樹,石炭紀煤層的重要來源。

  • 問荊(Equisetum arvense):木賊類曾長成大樹,如今只剩一個屬。

  • 桫欏(Alsophila spinulosa):與恐龍同時代就已存在的樹蕨,被稱為「活化石」。

  • 銀杏(Ginkgo biloba):銀杏綱唯一現存的物種,近親早已全部滅絕。

  • 北美紅杉(Sequoia sempervirens):現存最高的樹,最高約 116 米。

  • 百歲蘭(Welwitschia mirabilis):一生只長兩片葉子,個體可活上千年。

  • 亞馬孫王蓮(Victoria amazonica):葉片直徑可達約 3 米。

  • 大豆(Glycine max):起源於中國,藉助根瘤菌為自己固氮。

  • 捕蠅草(Dionaea muscipula):葉片要被觸碰兩次才會合上,像是在「計數」。

  • 茶(Camellia sinensis):原產中國西南,如今是全世界最常喝的飲料之一。

  • 水稻(Oryza sativa):養活了全球約一半的人口。

  • 蘭科(Orchidaceae):約 2.8 萬種,是物種最多的植物科之一。

  • 產黃青黴(Penicillium rubens):弗萊明 1928 年發現青黴素的那株黴菌就屬於這裡。

  • 釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae):1996 年成為第一個完成全基因組測序的真核生物。

  • 單側線蟲草(Ophiocordyceps unilateralis):感染螞蟻后,會讓它爬到高處咬住葉脈再死去。

  • 奧氏蜜環菌(Armillaria ostoyae):奧勒岡州的一個個體覆蓋近 10 平方公里,可能是地球上最大的生物。

  • 偕老同穴(Euplectella aspergillum):玻璃質骨架裡常住著一對小蝦,一輩子也出不去。

  • 水螅(Hydra vulgaris):幾乎不會衰老,切成碎塊也能再生成完整個體。

  • 地中海渦蟲(Schmidtea mediterranea):切成上百塊,每塊都能長成新的渦蟲。

  • 陸正蚓(Lumbricus terrestris):達爾文生前出版的最後一本書寫的就是蚯蚓。

  • 秀麗隱杆線蟲(Caenorhabditis elegans):雌雄同體的成蟲正好有 959 個體細胞,每一個的來歷都被追蹤清楚。

  • 水熊蟲(Milnesium tardigradum):2007 年被送上近地軌道,在真空和宇宙輻射中活了下來。

  • 鸚鵡螺(Nautilus pompilius):鸚鵡螺類的外形 5 億年來變化很小,被稱為「活化石」。

  • 普通章魚(Octopus vulgaris):大約三分之二的神經元分佈在腕上。

  • 大王烏賊(Architeuthis dux):眼睛直徑可達約 27 釐米,2004 年才首次在野外被拍到。

  • 鴨嘴海豆芽(Lingula anatina):舌形貝類的外形 5 億年幾乎沒變。

  • 蛙鏡眼蟲(Eldredgeops rana):三葉蟲的眼睛由方解石晶體構成,鏡眼蟲的晶狀體還是雙層的,能矯正像差。

  • 砑頭蟲(Proetus):最後一批三葉蟲,堅持到了二疊紀末大滅絕。

  • 美洲鱟(Limulus polyphemus):藍色的血液被用來檢測藥品和疫苗是否受到細菌內毒素汙染。

  • 巨脈蜻蜓(Meganeura monyi):翼展約 70 釐米,與當時氧氣含量很高的大氣有關。

  • 節胸蜈蚣(Arthropleura):體長可達約 2.6 米,是已知最大的陸生節肢動物。

  • 切葉蟻(Atta cephalotes):會種植真菌當食物,是人類之外最早的「農民」之一。

  • 西方蜜蜂(Apis mellifera):用「搖擺舞」告訴同伴花蜜的方向和距離,馮·弗裡施因此獲 1973 年諾貝爾獎。

  • 黑腹果蠅(Drosophila melanogaster):摩爾根用它證明了基因位於染色體上,獲 1933 年諾貝爾獎。

  • 家蠶(Bombyx mori):在中國被馴化了約五千年,一個繭的絲可長達上千米。

  • 西印度洋矛尾魚(Latimeria chalumnae):曾被認為早已滅絕,1938 年在南非被漁民捕獲。

  • 鄧氏魚(Dunkleosteus terrelli):泥盆紀的頂級掠食者,沒有牙齒,靠鋒利的骨板咬碎獵物。

  • 巨齒鯊(Otodus megalodon):已知最大的鯊魚之一,約 360 萬年前滅絕。

  • 鯨鯊(Rhincodon typus):現存最大的魚,卻以浮游生物為食。

  • 中國大鯢(Andrias davidianus):現存最大的兩棲動物之一,俗稱娃娃魚。

  • 墨西哥鈍口螈(Ambystoma mexicanum):終生保持幼體形態,還能再生四肢。

  • 金色箭毒蛙(Phyllobates terribilis):皮膚裡的毒素足以毒死多個成年人。

  • 楔齒蜥(Sphenodon punctatus):喙頭目唯一倖存的物種,頭頂有一隻「第三眼」。

  • 揚子鱷(Alligator sinensis):中國特有,野外數量一度只剩一百多條。

  • 豹紋變色龍(Furcifer pardalis):靠調節皮膚里納米晶體的間距來改變顏色。

  • 霸王龍(Tyrannosaurus rex):咬合力估計可達數萬牛頓,是陸地動物中最強的之一。

  • 伶盜龍(Velociraptor mongoliensis):實際只有火雞大小,而且長著羽毛。

  • 埃及棘龍(Spinosaurus aegyptiacus):背上有巨大的帆,可能過著半水生生活。

  • 劍龍(Stegosaurus):體長可達 9 米,大腦卻只有核桃大小。

  • 三角龍(Triceratops horridus):生活在白堊紀最末期,與霸王龍同時代。

  • 副櫛龍(Parasaurolophus walkeri):中空的頭冠可能用來發出低沉的聲音。

  • 無齒翼龍(Pteranodon longiceps):翼展可達 6 米以上,但翼龍並不是恐龍。

  • 扁尾薄片龍(Elasmosaurus platyurus):脖子裡有 70 多節頸椎。

  • 霍氏滄龍(Mosasaurus hoffmannii):白堊紀末期海洋中的頂級掠食者之一。

  • 印石板始祖鳥(Archaeopteryx lithographica):1861 年被發現,正好在《物種起源》出版兩年後。

  • 中嘴地雀(Geospiza fortis):格蘭特夫婦觀察到,一場大旱之後它們的喙在一代之內明顯變厚。

  • 渡渡鳥(Raphus cucullatus):17 世紀後期滅絕,是人類導致物種滅絕的標誌。

  • 帝企鵝(Aptenodytes forsteri):能潛到 500 多米深。

  • 新喀鴉(Corvus moneduloides):會把樹枝加工成帶鉤的工具來掏蟲子。

  • 鴨嘴獸(Ornithorhynchus anatinus):會下蛋的哺乳動物,雄性後腿還有毒刺。

  • 真猛獁象(Mammuthus primigenius):最後一批在弗蘭格爾島上活到約 4000 年前,那時金字塔已經建成。

  • 美洲河狸(Castor canadensis):加拿大有一座河狸壩長約 850 米,從衛星上都能看到。

  • 虎(Panthera tigris):現存最大的貓科動物。

  • 大熊貓(Ailuropoda melanoleuca):屬於食肉目,卻幾乎只吃竹子。

  • 狼(Canis lupus):所有的狗都是由狼馴化而來的。

  • 馬(Equus caballus):從狐狸大小的始祖馬演化而來,是演化教科書裡的經典例子。

  • 長頸鹿(Giraffa camelopardalis):脖子雖長,頸椎卻和人一樣只有 7 節。

  • 藍鯨(Balaenoptera musculus):已知存在過的最大的動物。

  • 抹香鯨(Physeter macrocephalus):擁有動物界最大的大腦。

  • 寬吻海豚(Tursiops truncatus):每隻海豚都有自己獨特的「簽名哨聲」,作用就像名字。

  • 棕蝠(Eptesicus fuscus):靠回聲定位在黑暗中捕捉飛蟲。

  • 原牛(Bos primigenius):家牛的野生祖先,最後一頭於 1627 年死在波蘭。

  • 智人(Homo sapiens):任意兩個人的 DNA 約有 99.9% 相同。

相關研究

這些研究和本頁主題相關,但不是本頁內容的直接證明。

  • 第三種生命:比較核糖體 RNA 後發現,“細菌”其實是兩類截然不同的生命,古菌從此獨立成支。

    出處:Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"

  • 三域系統:生命之樹被重新劃分為細菌、古菌、真核生物三大域。

    出處:Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"

  • 內共生學說:馬古利斯提出線粒體和葉綠體曾是獨立的細菌,被吞下後成了細胞的一部分。當年被十幾家期刊拒稿。

    出處:Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"

  • LUCA 的家:從現代基因反推,所有生命的共同祖先可能生活在高溫、缺氧、富含氫的深海熱泉附近。

    出處:Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"

  • 雪球地球:納米比亞的岩層顯示,約 7 億年前地球可能幾乎被冰完全覆蓋。

    出處:Hoffman et al., Science 1998, "A Neoproterozoic snowball Earth"

  • 氧氣的崛起:大氣中的氧不是一次到位,而是經歷了漫長而反覆的上升過程。

    出處:Lyons, Reinhard & Planavsky, Nature 2014, "The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere"

  • 雙螺旋:一頁紙的論文提出 DNA 是雙螺旋結構,鹼基配對暗示了遺傳資訊如何複製。

    出處:Watson & Crick, Nature 1953, "Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid"

  • 阿斯加德古菌:在深海沉積物中找到的洛基古菌,攜帶許多原以為只有真核生物才有的基因。

    出處:Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"

  • 最早的有性生殖:一種古老紅藻的化石顯示,有性生殖和多細胞生活至少有 10 億年曆史。

    出處:Butterfield, Paleobiology 2000, "Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes"

  • 37 億年前的疊層石:格陵蘭的岩石中可能儲存著 37 億年前的微生物結構,不過這一解讀仍有爭議。

    出處:Nutman et al., Nature 2016, "Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures"

  • 自然選擇:達爾文和華萊士共同發表自然選擇理論。第二年,《物種起源》出版。

    出處:Darwin & Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858, "On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection"

  • 恐龍滅絕之謎:白堊紀末的地層中銥元素異常富集,阿爾瓦雷斯父子推斷:一顆小行星撞擊了地球。

    出處:Alvarez et al., Science 1980, "Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction"

  • 找到撞擊坑:墨西哥尤卡坦半島地下埋著一個直徑約 180 公里的隕石坑,恰好是那顆小行星留下的。

    出處:Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"

  • 提塔利克魚:科學家預測了過渡化石應該在哪個年代的岩層,然後真的在加拿大北極找到了它。

    出處:Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006, "A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan"

  • 最早的動物:狄更遜水母化石中儲存著膽固醇類分子,證明這種神秘生物是動物。

    出處:Bobrovskiy et al., Science 2018, "Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals"

  • 最早的脊椎動物:雲南澂江發現昆明魚和海口魚,把脊椎動物的歷史推到了寒武紀早期。

    出處:Shu et al., Nature 1999, "Lower Cambrian vertebrates from south China"

  • 長羽毛的恐龍:遼寧的化石顯示,羽毛在鳥類出現之前就已經長在恐龍身上。

    出處:Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998, "Two feathered dinosaurs from northeastern China"

  • 最早的花:遼寧古果被認為是最早的開花植物之一,其年代後來修訂為白堊紀早期。

    出處:Sun et al., Science 1998, "In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China"

  • 間斷平衡:物種可能長期穩定,然後在短時間內快速變化,而不是一直勻速演化。

    出處:Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972, "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism"

  • 最嚴重的大滅絕:精確測年顯示,二疊紀末大滅絕可能只持續了約 6 萬年,與西伯利亞火山活動吻合。

    出處:Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014, "High-precision timeline for Earth's most severe extinction"

  • 走上陸地的鯨:巴基斯坦出土的化石顯示,鯨的祖先是在陸地上奔跑、與河馬有親緣關係的有蹄類。

    出處:Thewissen et al., Nature 2001, "Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls"