2020年5月25日 星期一

[來解個題] 2020生物奧林匹亞國手選拔動物學理論題(一)

這張"各種脊椎動物胚胎發育過程比較圖",原圖由Ernst Haekel於1874年繪製,而這個較廣為流傳的版本其實是在1892年經George Romanes修改的。
在這次的生物奧林匹亞國手選拔營中,動物學組的理論題由四位老師分別就演化、形態、生理、胚胎與組織學領域出題。我只談我出的三題,共計25分。

第一題的題幹就是告訴同學胚胎重演論(Recapitulation theory)的內容,然後請同學說明如上這個圖所代表的思維為何被現在的論述打槍?

第二題則是先告知學生如何判斷性狀演化模式究竟是趨異?趨異(divergence)?保守(conservatism)?平行(parallelism)?或趨同(convergence)?然後請同學判斷多棘且可攝食的海膽幼體這樣的性狀組合在以下這個演化樹上屬於前述那一個特徵演化樣態?

第三題有點簡單,我只是問學生,如果想要瞭解軟體動物變態過程的演化歷程中,究竟是成體樣態先出現?還是幼體樣態先出現,應該使用那個遺傳資訊來解讀?答案是轉錄體(transcriptome)。因為這題很簡單所以我就不在此解說,我只談第一和第二題。

這個各種脊椎動物的胚胎比較圖曾經長期出現在國中與高中生物課本中,它原本的用意是拿來告訴學生"許多脊椎動物在胚胎發育的某個階段都長得很像",好比說"咽裂"就是一個"所有脊椎動物胚胎發育早期都有的特徵"。所以以前的生物課本使用這個圖來當成"演化存在的證據"並說明"同源結構"的概念。

可是啊,在台灣的教學現場上並沒講清楚這個圖的來龍去脈與謬誤。這個圖的概念其實並不是由Ernst Haekel起頭的。德國自然哲學家Johann Friedrich Meckel、Carl Friedrich Kielmeyer以及Étienne Serres在1790年代的時候就開始塑造胚胎重演論,雖然那時候達爾文的物種原始還沒出現。

胚胎發育理論在19世紀初期出現以後,Étienne Geoffroy Saint-Hilaire便支持把比較胚胎學變成一種可以拿來解釋世間萬物發育的統一理論。從那時候開始,學者就認為某種生物在過去所經歷的各種轉變都來自環境對胚胎的影響,而不是成體所賦予的。在缺乏遺傳學常識的那個年代,這樣的想法在英格蘭與蘇格蘭的高等教育中非常盛行。

Ernst Haeckel後來嘗試把拉馬克的後天獲得性狀學說和哥德的自然哲學外加達爾文主義整合在一起。所以Ernst Haeckel就創造出一種理論,也就是ontogeny recapitulates phylogeny,這是啥意思?就是生物發育的過程會重現這類生物從祖先類群演化到現生類群的過程。

舉個例來說,Haeckel認為脊椎動物胚胎期所具備的咽裂不只代表在人類胚胎有個很像鰓的結構,他認為人類胚胎還有咽裂的那個階段根本就可以說是一條成年的魚狀動物,而這就表示這個階段代表了我們的魚狀祖先。

然後Haeckel就開始泡製這張比較胚胎發育圖,雖然這張圖在課本中被使用很久,但其實Haeckel的理論很早就被打臉而被摒棄。

Wihelm His首先批評這些胚胎的形態差異(或相似)有很大程度受到異速生長的影響,更別說彼此之間的相似與差異性和遺傳有關,而不是該發育時期代表了什麼祖先。

Stephen Jay Gould在1977年的時候更直指Haeckel的論述無聊。

此外,每一個物種的胚胎發育過程未必與該物種的譜系發育歷史有關。好比說不少兩生類具有直接發育的現象,或甚至沒有蝌蚪這個過程,所以直接拿著發育過程的形態來推測其祖先與子裔關係是有風險的。

就現代的演化發育(evo-devo)觀點來說,胚胎發育在某一段時間的確與該物種的譜系發育關係有關聯性,好比說所有脊椎動物在某個階段都有咽裂,純粹是因為那個特徵是脊索動物的共衍徵,但無論如何那個相似性不可以被拿來解釋成人類胚胎在某個時期是魚。

多數學生似乎對這個圖一無所知,所以就是亂答一通,寫不岀重點來。甚至有些學生批評這個圖畫得很醜,同學這不是重點好嗎?此外有些部落格文章在討論這個圖的時候著重的是Haeckel在畫圖時腦補的部份,完全不是科學議題,也使得針對重演論的討論失焦了。

至於第二題要考的概念是如何推測某些特徵在各演化支之間是獨立演化而來(趨同)或是一個祖徵或共衍徵(保守)。由這個圖的末端回推就可以發現,有刺又能自由取食的幼蟲是一個祖形狀態(ancestral state),而不是這種樣態的幼體則是在不同演化支上獨立產生的。所以這題的答案當然是保守(conservatism)。

2020年5月11日 星期一

[來解個題] 2020生物奧林匹亞國手選拔動物學口試部份

我從來沒有提過生物奧林匹亞國手選拔過程中"口試"的狀況。因為那已經是到最後關頭了,四位委員各自問了什麼,學生的表現如何我們也不會探聽,更不會有教授花時間解讀他的問題給大家聽。不過這次我倒想說說我這次在口試中看到的問題。

首先要跟大家再強調一點,生物奧林匹亞不是學測、不是實驗能力競賽,到了國際賽的時候,我們完全不能預期主辦國的試題委員會出什麼題目。因此絕對沒有什麼"超出範圍不可以考"的東西。只要我們認為學生有學過,然後也應該可以借由題幹推測出答案的都可以考。

這也就是為什麼國際賽中的實作與理論題經常從近期的期刊當成靈感出題,卻從來沒有任何參賽國抗議過。因為國際賽題目的難度就是這麼驚人。

這次我的口試題目是這樣的:"上面兩個示意圖是拿來解釋達爾文與華萊士對雌雄二型(sexual dimorphism)演化起源模型的差異,請告訴我這兩個圖的涵意。然後再請根據這兩個模型來推測DE兩種蝴蝶的雌雄二型演化比較吻合那一個模型"?
我先說答案:
  1. 學生在選修生物應該學過"天擇的三個模型",所以應該知道橫軸代表的是"性狀的寬度"或"性狀的光譜"。(a)圖的達爾文模型指的是雌性的性狀保留了祖先型(ancestral state),而雄性的性狀則是後來衍生的(derived)。(b)圖是華萊士的模型,意指雄性性狀是祖先型,而雌性的性狀是衍生型。若雄性的性狀為後來衍生的,那很可能與雌性選擇的增強(enforcement)有關,例如雄孔雀性狀的演化就比較吻合達爾文模型。但若雌性的性狀為衍生的,那麼限雌擬態(female-limited mimicry)的演化就比較吻合華萊士模型。
  2. DE兩種蝴蝶的雌雄二型比較像是那個模型呢?答案是(b),華萊士型。為什麼?首先請留意DE的姐妹群C,以及CDE的姐妹群B,從B到E的雄性都具有藍紫色的金屬光澤,而BC的詞性也有這些光澤。但是到了ED的雌性時,這種光澤與顏色就消失了。這意味著"藍色金屬光澤在BCDE的雄性是一個比較保守的特徵狀態,而在DE的雌性就發生了特徵的位移"。這樣的現象就相當吻合(b)模型。

但學生的答題出現什麼問題呢?
  1. 不知道橫軸是phenotype spectrum或phenotype space。
  2. 完全不記得天擇三模型還有天擇壓力如何讓性狀空間產生位移。
  3. 雖然都有做過演化樹的推算但看到真實的蝴蝶卻不會推測姐妹群之間可能的共衍徵。
  4. 不知道ancestor-descendent的關係應該要聚焦在最近共祖而不是遠祖上。所有學生都拿著A來比DE,然後得到(a)模型可以解釋這個現象的結論。但當我問到BC的角色是什麼時,就傻住了。

這個題目說難不難,說不難也難。原因是天擇模型課本就有教,學生普遍會把Campbell Biology讀完,所以應該不會不理解。但如果無法完整答出來,就表示他們對天擇、性擇、如何解讀演化樹上的資訊都不懂,只有靠著練習題來學習解題,但是對議題的瞭解近乎於零。只要遇到沒看過的題目,那怕那個題目的背景知識應該是學過的,都無法拿出來應用。

我想這是教學與培訓上要特別留意的。

2020年5月2日 星期六

[來解個題] 2020生物奧林匹亞國手選拔動物學實作部份

今年的生物奧林匹亞國內賽選拔營從5月1日開始。雖然今年因為疫情的關係無法去日本參加國際賽,改為日本特別設計的線上競賽,但是我們這些委員的出題方向還是依據先前日本的生奧委員會所公布的領域。

這次我在動物組試題中就出了一題非常非常淺的胚胎/解剖學題目:觀察與辨識蟋蟀的生殖細胞。

題目很簡單,就是請學生把雌性蟋蟀的生殖系統解剖出來,然後呢,要把消化道、馬氏管和肌肉這些東西清掉。清好了到上圖這個程度就可以舉手,我就會過去做第一次的評分。

接下來呢,學生要依據我的指示把整個卵巢染色之後,取出一條微卵管,然後畫出微卵管的結構,清楚指出那些是卵原細胞、撫育細胞,還有卵細胞。我特別說明"細胞之間可能由細長的柄"連結。

聽起來很簡單對不對?而且是修昆蟲學的學生應該都做過的簡單實驗,結果呢,就發生以下的狀況了。


  • 一開始就分不清楚消化系統和生殖系統:好幾個學生很快就舉手說他做好了,結果一看是消化道。我真的不懂為什麼耶~消化道就是從口腔開始的。解剖後會無法分辨什麼東西連接著口腔,那些結構和突出體外的產卵管連在一起嗎?
  • 不會區分馬氏管與卵巢:這個也很奇妙。馬氏管是排泄器官,而卵巢是生殖系統的一部份。馬氏管就是一團亂糟糟像綿線的東西,但卵巢一定是成對結構,而且我們挑的是成熟雌性蟋蟀啊,所以學生應該可以看到卵細胞或成熟卵才是。所以我不懂為何會搞不清楚。
  • 不會清理組織:好幾個學生把蟋蟀弄爛以後就說要評分。我問學生要給我看什麼,學生指著一團爛蟋蟀說:我想應該是在這邊。我覺得滿糟的。解剖應該是生物學很基本很基本的東西,解剖不是把生物跺爛好嗎?好幾個學生無法使用昆蟲針等工具來清理組織。
  • 不會分卵巢和微卵管:我認為這個圖已經夠清楚了,結果好幾個學生沒有把單一的微卵管挑出來,而是染了整個卵巢(而且過染)。喔更別說有學生花時間去染馬氏管。
  • 無法誠實描述自己所見近乎造假:我認為這是一個超嚴重的問題,也就是不誠實,也不相信自己。很多"成績好的學生"都有這種"怕輸怕錯卻造假"的毛病。顯微鏡下的微卵管明明就沒有明顯的"柄",結果幾乎每一個學生都跟我說"有柄"。但明明就沒有啊~所有考生中只有一位同學明確指出"柄不明顯"。所以多數學生出了什麼事呢?此外,有些學生的確是完成解剖,但是卻把題目上的圖照描一遍,以為這樣就同等於"他真的觀察到這些結構"。但是黃斑蟋蟀的微卵管不是長這樣啊~ 這只是示意圖不是嗎?所以同學為何不相信自己眼睛呢?這簡直就是造假了。

啊啊啊啊~~我覺得好糟糕。這種題目聽起來一點科技也沒有,國際賽也考過類似的東西,但似乎很不受台灣的教育重視呢~ 我光是看學生使用解剖剪、昆蟲針、不知道怎麼打開一種動物的身體,就覺得好傷心。光抱怨不能成事,我還是提提建議好了。

  • 不要輕忽解剖學:解剖學(anatomy)是生物科學中非常基本的學門,但很多學校都不在乎,覺得沒科技成份,或因為害怕被動保團體找麻煩所以什麼都不做。事實上經過指導與設計的解剖課不是讓學生去傷害動物或搗爛屍體的。解剖就是一個觀察、比較、釐清、描述生物結構的訓練。如果沒有解剖學訓練,你跟我說你要當醫生動手術?開什麼玩笑?很多生物學研究都需要有解剖的功力啊。
  • 要弄清楚工具的用途:很多解剖課程千篇一律都用很糟的剪刀或解剖刀,就要學生去切動物。但工具有很多種,每一種用途不同。就算是剪刀也有很多樣式,但連工具的選擇都沒弄清楚,就很容易在操作過程中弄壞樣本,或感到挫折。
  • 要對生物有基本常識:就像我上面說的,要你解剖生殖系統,結果給我拿消化系統出來,這是開什麼國際玩笑。如果平常讀書考試都會答對,但實際動手就傻眼,那是什麼問題?
  • 老師自己要會:以前我有帶過一些老師練習解剖,但我發現有些老師自己就不好學啊,做沒兩下就沒耐性,或只會出一張嘴叫學生做。如果老師自己不會,學生就不可能理解怎麼做才是對的。

解剖學的題目真的在國際賽中經常出現,在未來的學習中也會派上用場,真的希望大家不要這麼輕忽,也希望以後進入選拔營同學的表現會越來越好(最後還是以溫馨的語氣結尾)。

2019年5月25日 星期六

吉仙國家公園記行(2019/05/25 下次去哪裡?)

從Forest Lodge眺望河道兩岸森林
Tan問我下次如果去北越,打算去哪裡?我其實沒有特別的想法。因為河內週邊地區的環境破壞比胡志明更嚴重,打開google earth一看,只要有山的地方大概都已經是國家公園範圍,而且車程都滿久的。如果希望找到如南越那樣的環境,還一時找不到。先不管了,等我有具體計畫再說。

Tan畢業以後在幹嗎?他說目前在一個博物館當典藏經理,薪資多少?台幣3000多。我聽到這個薪資嚇到,怎麼可以這麼低?我問他越南大學生畢業薪資大概多少,他說一般來說其實大概都在台幣13000-14000左右,像他妹妹在中資餐廳負責食物料理的薪資就高出他許多。

我問他如果出國念個博士會不會讓他的薪資變好?他說在目前這個單位就不會,但如果念了博士,他的確有機會就跳到越南科學院或其他較好大學去。收入也可以翻好幾倍。

說到這邊,可能有人會問我要不要鼓勵他到台灣念博士班?我不否認這是有可能的,但並沒有那麼快。為什麼?
他幫了我很多忙,而且總是笑臉盈盈
這些國家本身可能沒有獎學金支持學生出國念這方面的東西,二來若要取的台灣方面的獎學金,學生本人也需要已經累積足夠的學術資本才有勝算,三來是一般獎學金至多支持學生三年,這也就是說要思索出一個在三年內可以畢業、又能夠有不錯學術發表的論文架構還需要不少準備。如果只是貿然拿到獎學金就出國念博士班,我相信會是很大的人生風險。

他對蝴蝶有興趣,他對保育有興趣,他聽我說台灣在這方面的發展(包含里山計畫、社區林業、保育遺傳學、保育行政等等)都有興趣,但是他所念的自然資源學系(和台灣某些系有點像),在教學上太過配合現有產業與技術,把重點擺在資源利用而非保育,談到保育也只談人工繁殖與商業化,事實上與真正的生態保育還有一段距離。此外他在生物學,尤其是演化學、遺傳學和分子生物學方面的知識與技術也還很缺,幾乎都是靠自己讀,因此我認為他要真的做好準備需要一些時間。

他跟我在野外工作的時候不斷地問我問題,我跟大家說,我在中山大學開昆蟲學開那麼多次,很少有學生會在野外課程中問我科學問題,多數學生只會抱怨沒有手機訊號、還要走多久、在山上講鬼故事、要不然就只會上車睡覺下車尿尿。我忽然有一種在跟理想的學生對談的感覺,有點開心。

我問Tan他的同儕有沒有人和他有類似的興趣,他說沒有。因為很多人認為對這些東西有興趣表示沒有錢,所以很難理解他的興趣。他說和我一起出來一天半,聽到很多以前沒聽過的事,很想到台灣看看。

哈哈,雖然我很希望他有一點可以到台灣玩,但是我也好擔心他到台灣以後才發現好多同學並不珍惜自己的學習資源與環境,都在鬼混,然後這個島上有不少人對越南人還有著莫名奇妙的偏見。這個時候,我就寧願他沒聽過這些事情,只要在家鄉當個知足的年輕人了。

吉仙國家公園記行(2019/05/24 滿地蝴蝶的世界)

雖然都是常見物種,但是看了就是會開心

因為今天要趕下午兩點從吉仙國家公園回胡志明市的最後一班公車,所以我昨天建議應該要在早上六點起床,六點辦吃早餐,然後七點就開始工作。

我好天真,而且高估自己的體力,忘記自己就是一個中年人的事實。我真正醒過來的時間是早上七點,然後和Tan聊天,吃完早餐(有點豐盛,小小嚇到)以後開始工作已經是八點的事。
這樣是一個人份,因為吃不完所以打包
為什麼我們在熱帶或亞熱帶地區(包含台灣)森林中工作應該要早起?因為許多生物的活動開始得很早。以食蟲性鳥類來說,牠們幾乎都是天微亮就開始到處找蟲吃,等到八點變熱以後,反而會躲到比較陰涼的地方去。經常在這類森林活動的人就知道,只要有原生森林存在,接近地表的溫度其實都不高,再怎麼熱大概就是26-28度。但若缺乏森林覆蓋,一定會馬上飆升到36,甚至是40度。所以保護原生與次生森林,維繫生物多樣性重不重要?當然重要。如果森林的覆蓋可以讓你省很多電費,遠離限電與能源短缺的辛苦,為什麼不保護森林呢?

吉仙這個地方的海拔不高,基本上就是沿著河流兩岸的潮濕森林。但是其樹冠的高度與馬來西亞雨林比起來是小巫見大巫,那個森林結構特性完全不一樣。
穿越原始林的道路
我們早上花了一些時間在步道上行走與採集標本,算是相當有收穫。想看想找的東西都有遇到,但是也讓我有一點感慨。

吉仙國家公園內的步道經常停滿蝴蝶,所謂的停滿就是一群幾百隻,然後走沒幾步就一群的那種。這樣的景觀在幾十年前的台灣是有的,尤其在高雄的荖濃溪、楠梓仙溪,埔里的南山溪、還有台北的烏來應該都有這樣的景象。但是當台灣森林環境日益惡化(尤其不必要的野溪整治工程加上違法山區利用所帶來的破壞),這樣的自然景觀就漸漸消失。當然我也不是說越南有多好,因為整個越南除了國家公園範圍之外的地區都已經沒有森林,越南只在面積和物種多樣性方面贏過台灣,但很多問題和我們是差不了多少的。
因為在路邊看到這種蝴蝶就表示牠的棲息地就是路邊嗎?不是這樣的。 
Tan在路上跟我討論一個問題:保育資源(無論是科學研究或行政能量)只投注在知名的脊椎動物(例如長臂猿、老虎、犀牛、犀鳥之類的)真的就可以發揮旗艦種或護傘種的功能,然後讓其他生物也一起受惠嗎?我認為這個很難說。我的觀點是:() 陸生脊椎動物對環境的挑剔程度和無脊椎動物不可能一樣,但是陸生脊椎動物所需要環境的空間尺度可能比無脊椎動物更大,所以如果一個保護區的劃設是為了保護陸生脊椎動物,那麼我認為無脊椎動物是可能受惠的;() 然而例如蝴蝶這類會飛的無脊椎動物來說,雄性、雌性與幼蟲的需求環境很可能有很大的差異,所以若在劃設保護區或制訂政策的時候漏掉其中一個環節,那保護區的面積大,或忽視環境的多樣性,那還是有可能會掛一漏萬;() 在科學研究或行政的現實世界中,我們很難要求政府單位(甚至是其他學術社群)在你還沒有好的資料與好的研究發表之前就重視你的存在,並分派資源給你用。所以如果我們想要說服那些「以陸生脊椎動物為保育優先考量」的學者或官員,告訴他們「應該要重視無脊椎動物的保育」,那麼就不能只有呼籲和擔心,得需要自己做出成績來,要不然會很難有對話基礎。

早上時間很短暫,回程的時候看到成群的燕鳳蝶飛舞覺得運氣超好,吃過中餐以後很快整理一下,我們就跳上車準備回胡志明市了。

吉仙國家公園記行(2019/05/23 出發)

Forest Lodge的職員幫我們把原本白色的床單換成這樣,感覺尊爵不凡

這一天開始超不順,怎麼不順法?

首先,他本來告訴我要租車去,所以算了租車費用和加油的錢,然後他今天早上才跟我說他不會開車。恩,好喔,那我想說那就叫Grab吧。問題是Grab的價格非常高,單程去到吉仙要台幣4600元左右,重點是沒有車可以從吉仙回來。好吧,那就搭公車去。搭公車單程要四個半小時,票價只要台幣110元。但我相信叫Grab的時間不會比較短,因為只有一條路啊。

第二是發電機的問題。因為我需要進行夜間採集,所以需要發電機。但是他顯然沒有夜間採集經驗,所以幫我問了他在胡志明市的朋友。他們建議我租發電機,好喔租就租。但是問題來了,租發電機居然還要押金,然後對方開出500美金的押金要求,我整個傻眼。我全身只有300美金,要我給500美金現鈔那不是要我死嗎?無論如何,我們先叫了一部Grab car到賣發電機的地方。
車站內賣的河粉,有點普通
我看到發電機以後整個傻眼,我是要做昆蟲採集,只需要小小發電機,不是要去夜市擺攤啊~~~ 那個發電機太大了。我當下決定不需要發電機了,把發電機的租借與押金通通省下來。我們就直接搭Grab car去車站。
胡志明市車站旁邊的雜貨店
第三個問題是,如果我沒有發電機,晚上我還能做夜間採集嗎?我不知道,他也不知道。因為他是一個採集蝴蝶的人,他對夜晚的研究工作一無所知,所以他平常不會留意電力供應的問題。怎麼辦呢?上車再說囉。

一上車我就秒睡了,我居然可以秒睡四小時,醒來以後沒有多久,吉仙國家公園就到了。我睡著好熟喔,完全沒有夢到奇怪的事情,無論是被叫回台北師大附中去考數學,或是有政治人物來託夢,通通沒有。

下車以後,看到一個像雜貨店的地方,沒想到就是吉仙國家公園的售票亭。售票亭的阿姨跟我們說,前方有那種一晚20美金的民宿,但是到了河流的另一端,住在國家公園裏面就要100美金。
這是國家公園入口的收費亭,和台灣一樣,有一堆禁止事項
我知道這個價格差異很大,但是各位知道的,像越南這種國家,國家公園範圍外,只要那條線之外,就立馬從熱帶雨林變成菜園。真的是立馬喔,完全沒有次生林這種東西。如果我住在20 美金的民宿,我可以保證晚上只會在燈下看到壁虎或是斜紋夜盜蛾(說不定連這個都沒有),既然都來了,就住在國家公園裏面吧。
有兩艘渡輪載大家過河
 到了河流的另一端,瞬間變的鳥語花香,蝴蝶一大堆。這時候Tan跟我說,先去看看100美金的住處長什麼樣子再決定要不要住在這邊。好喔,走就走。這時候國家公園的人員開始要下斑,每個人頭上都戴著社會主義星星的帽子,說嗯的,我對社會主義真的沒有什麼意見,但為什麼我覺得越南人很可愛呢?簡單,因為台灣和越南沒有什麼歷史糾葛也沒有敵對關係,所以重點就是「大家各自過好自己生活,不要沒事對別人指指點點,世界就很美好」。

國家公園內的住宿叫做Forest Lodge,服務人員都會說英語,而且英語相當流利。我們去看了房間以後整個大喜。喜從何來?我剛剛不是說我要找Gonocaryum這種樹嗎?房間外面就有好幾棵,感覺整個房間就是為我設計的(才不是)。但是問題來了,他們說,為了節能減碳,整個地方晚上10點以後就會停電,然後要到早上6點才復電。
住在這邊一晚要100USD,但是對我來說是必要的
 啊靠北,我花100美金來這邊就是要做研究的,如果我從傍晚五點半開始點燈點到十點就熄燈,那我來幹嘛?這時候我給了提議:我說我能不能只要在這邊點燈就好,不要住,但我可以支付電力費用或部分房費?他們說不行。

我想了想,就賭吧。賭什麼?我需要的材料會在燈泡點上以後就飛過來,然後我就可以去睡覺。賭很大對不對?

想這麼多,我們還有問題要解決,延長線不夠長。Tan沒有夜間燈光誘集昆蟲的經驗,所以不知道要帶延長線。在交涉之後,住處人員找到一綑很長的延長線給我們用,真的是太感謝了。我們很快就在住處後方搭起了誘蟲用的白布和燈具,然後就準備在傍晚六點左右點燈。

好,點燈囉。把燈泡點亮以後沒有五分鐘,颳起了大風,然後馬上就下大雨。我想說要懲罰我嗎?還是我有講什麼不該講的話呢?結論是沒有。我們馬上就把燈具和布瞬間移到房間後方。是說房間後方有一個讓你納涼的棚子也太棒了,我們很快把布和燈重新搭好之後就去吃飯。
在大雨中成功點燈
飯廳在二樓,在那邊遇到一個才16歲看起來又很早熟的迪仔,個性外向活潑,英文很溜,理了一個泰劇常見的小帥哥髮型,總之就是那種「看起來喜歡打工換宿愛上網彈吉他打撞球喝啤酒嚮往有一天自己開小店然後熱愛旅行的年輕人」(大家應該懂),很有趣的小朋友,也很熱情跟我們到處介紹這個那個。

吃完一頓我覺得豐盛的晚餐以後,回到房間後面一看,開心,誘到我要的蛾類。感覺100美金沒有白花,因為這種東西不是你想遇到就遇到,只要季節不對、地點不對、天候不對,運氣不好,沒有就是沒有。
我覺得挺好吃的
接下來還要等什麼?等十點,我和Tan模擬了好幾個「十點斷電後要怎麼辦的劇本」(包含沒冷氣沒電扇),我們努力把所有東西都充電,上床躺著,我還特別調了21:55的鬧鐘,讓我有五分鐘時間來整理誘蟲的燈具。

好喔,時間到!!!

原來所謂的停電是指園區通道的指引燈還有辦公室的燈關掉,我們房間的電扇、冷氣、燈光,還有最重要的支持燈光陷阱的電源,通通還開著。哎呀,我和Tan忽然覺得超好笑,緊張了一整天,終於在10點燈光仍然維持光亮的狀況下畫下句點。

Tan去睡覺,我則是每一個小時醒來一次直到凌晨五點。為什麼要一直醒來?因為不同類群的蛾類(或其他昆蟲)的活動時間並不相同,受到人工燈光干擾而跑到我們的陷阱來的時間也不會一樣。好比說我們在傍晚六點點燈的時候,馬上就出現的就是毛翅目和雙翅目昆蟲,但是過了12點以後,天蛾科等體型稍大的昆蟲(包含一些鰓金龜)就出現了。
誘到我們要的蛾,沒有白來

吉仙國家公園記行(2019/05/22抵達胡志明市)

好吧熊貓無所不在,連胡志明市的Grab上都有

其實這次的行程是忽然冒出來的,我原本的行程是5/21從高雄經過吉隆坡到斯里蘭卡可倫坡開華盛頓公約第18次會員國大會。但因為斯里蘭卡恐怖攻擊的關係會議延後,但我的機票又不能退款,所以只好繼續使用高雄到吉隆坡這一段航程。

5/21到吉隆坡以後先過一晚,然後5/22就搭AriAsia到胡志明市。其實我最近旅行都沒做什麼功課,所以連越南盾與台幣之間的合理匯率都沒查。無論如何,越南簽證辦了,人就飛走了。

好喔,到了胡志明以後的第一個印象是:喔喔,海關大叔的英文腔調幾乎沒有亞洲口音,而且是聽起來常講所以很輕鬆的口音。證照查驗時沒問問題就過去了。

等行李等了一陣子,機場不算很大,不過乾淨,無線網路也算是順暢。不過和河內機場一樣,網路都有限時,所以只要發現連不上了再重新登入一次就好。

重點來了,在胡志明可以叫Grab Car,但需要現金,所以一定需要換錢。很多人都跟我說要到銀樓換比較好,但是我不太有時間再去市區晃,所以我想能夠在機場換就換吧。

俗話說:「出外靠朋友」。非常感謝網友知道我在胡志明就給了我很多治安、交通和換錢的建議,最重要的是合理匯率。我拿到行李以後直接在機場換到合理匯率(1塊台幣= 730越南盾)我有點訝異,既然這麼順,心裡也高興。

但是叫Grab Car是一個有趣的經驗。吉隆坡機場(尤其是Klia2)的規劃很好,Grab Car可以接送的點就是兩個,兩個點之間有距離,然後Grab的系統中也幫你設定好,所以你站在那裡就是哪裡。車子來了以後你也可以很快地上車,非常省時有效率。重點是,在馬來西亞叫Grab Car可以使用信用卡支付,不需要現金,這對於不想要有太多外幣在身上的我來說非常重要。

但是胡志明市的Grab Car不收信用卡,只收現金,所以我們需要先換錢。好,我在胡志明市叫Grab Car的經驗是什麼?第一,你叫了以後司機很容易放棄,然後系統會自動幫你找車,但不少司機為了搶客人,就算人在很遠的地方也搶,所以你可能要花10分鐘等,然後又被取消。第二,胡志明機場的接送點很多,但是點和點之間太近,只要幾部車停靠就會大亂,導致我們很難判斷車子來了沒有。

就這樣,我在胡志明機場讓Grabapp找個10台車才有車坐。喔重點來了,在馬來西亞、新加坡或菲律賓,你搭Grab Car時,app上出現多少錢就是多少錢,但是在胡志明市,司機就是會硬是加錢。
這家我覺得可以,便宜乾淨方便
 無論如何,我總算到了住處。我這次住在一家叫Green Ruby Hotel的小旅館,一個晚上幾百塊台幣,房間內裝有點奇怪,但是吻合我的需求(只要有網路、冷氣、冰箱就好)。附近有便利超商還有路邊攤,所以吃東西方便便宜。

接下來要做甚麼?等Tan過來。我上網查了一下了解Tan應該是相當優秀的學生,他申請過一些獎助進行越南某些國家公園的蝶相調查。他本身其實是自然資源學系的學生,但是對生物學比較感興趣。他聽說我要到南越,他就自己買了機票從河內跑到胡志明找我。我在出發前問他要給他多少嚮導費用,他居然 我說不必,只是想跑來跟我學東西,我覺得他挺上進的。但我不會剝削他的好意。

等到晚上十一點半,Tan終於到了(本來以為他迷路)。黝黑、瘦高看起來很聰明的男孩。他看起來就是那種很有知識熱情的人,行李放下沒有多久,他就開始問東問西,然後侃侃而談自己的碩士論文研究。

我在台灣很少遇到這樣的學生,我常在想是不是我的人品有問題啊?

無論如何,一聊就凌晨兩點,應該要睡了,隔天還要早起呢。

吉仙國家公園記行(行前)

吉仙國家公園一景(來自wikitravel)

在整個中南半島來說,越南無疑是生物多樣性最高,地形地貌也最多變的國家之一。和寮國相比,兩國都有高山,但在交通上,越南的可及性與安全性較高。柬埔寨只有低地環境,而且其山岳部分多半與南越與泰國東部接壤所以柬埔寨也沒有越南好。泰國雖然也相當不錯,然而泰國缺乏從南到北綿延的山脈,更別說是緬甸那個除了仰光之外,到其他地方做研究都還非常不方便的國家。

總之,弱要研究中南半島的生物多樣性,或者想要了解盛冰期從越南北部、海南島、華南與台灣的相連與生物多樣性的關係,我認為到越南是個首選。

以昆蟲研究的歷史來說,越南北部的昆蟲相,可能是因為法國殖民時期就已經開始,因此被了解得較多一些。但是越南南部呢?我對這個地區的興趣原本沒有那麼高,但是自從某些昆蟲學家和採集者開始在越南南部採集到與越南北部截然不同的新物種後,我對越南南部的山區就開始感到很大的興趣。但是越南好大,省分好多,該從什麼地方開始呢?

其實之所以想要特別到越南南部一趟的原因是因為研究生的論文研究需要材料。我的研究生正在進行Genusa屬尺蛾的系統分類與親緣地理研究。這個屬的尺蛾在過去僅知分布在呂宋島北部、菲律賓的蘇祿群島、婆羅洲的沙巴與山打根、加里曼丹的離島、新加坡、馬來半島、緬甸、印度東北、柬埔寨、泰國,以及蘇門答臘。在2018年的時候中國科學院的學者在海南島發現了一個新物種(倫敦自然史博物館也存有老舊標本),而我們也在佛羅里達大學甘斯維爾鱗翅學研究中心的典藏中發現了採自越南老街的標本。這個屬中有一個物種叫destituta的模式產地在柬埔寨,但因為我一時不確定可以去柬埔寨的哪裡群找這類的蛾類,所以我就打算先從比較接近的越南南部著手。

由於這屬尺蛾的幼蟲只取食心翼果科的瓊欖(Gonocaryum)(舊稱茶茱萸),成蟲的飛行能力很差而且在羽化後可能不取食,所以我相信找到樹,就可以找到牠們。根據我在寮國、泰國,與海南島的經驗,Gonocaryum lobbiatum (越南應該只有這個種)的生育環境應該是具有河流或溪谷的低海拔森林。但是越南南部哪裡有這樣的環境呢?我寫信給長期住在越南的俄國昆蟲學者Sasha,問問他的意見,然後他讓他之前指導的學生,去年才自越南國家林業大學畢業的Pham Tan來協助我。

Tan很快就跟我聯絡,而且給了我一些建議,所以我們很快就決定到吉仙國家公園(Cat Tien National Park)去,因為那個地方應該有沿著河流生長的低地雨林。
為什麼要跑那麼選?因為整個胡志明市(河內也一樣)週邊的原生森林已經完全被摧毀,什麼都不剩,連次生林也沒有,更別說是沿著河流兩岸生長的森林了。

機票買好以後,我就準備出發了。

2019年5月1日 星期三

[來解個題] 2019生物奧林匹亞國手選拔動物學評量部份

四種未標記類群的蝶類翅脈相(venation)
在IBO選拔營結束後,會有為期兩天的國手選拔,包含各組的評量還有各組的口試。這個過程的目的是為了要挑出適合比賽與培訓的國手,還有候補國手。那麼我們在這個過程中的挑選方式與準則是什麼呢?當然每一位教授都有自己的見解,但根據我多年的觀察,多數教授的評比標準大致上包含以下幾點:
  • 臨機應變能力 (因為國際賽的題目經常是出乎意料之外的)
  • 規畫與沉著的能力 (不能因為沒看過題目就慌了自亂陣腳)
  • 在短時間內完成題目要求的能力
  • 對題目的理解力
  • 是否會使用小聰明來蹭出答案 (這不是很好)
  • 腦袋中的知識有沒有架構?或是充滿知識碎片?
  • 對一個議題的瞭解是完整還是一知半解?
  • 基本的觀察、推理與歸納能力
那麼在這次動物組的評量(不是口試)中我出了什麼樣的題目?想要檢驗什麼樣的能力呢?我的題目如下:
題目本人
作答時間是15分鐘,你可能會想說,這怎麼可能在15分鐘內做完?當然不可能。但是國際賽的時間壓力其實是更大的,而且是各科混合考試時,究竟要怎麼拿捏時間就已經是一個本事了。所以我這個題目要考什麼?
  • 歸納能力:如何從四個圖去歸納M與R脈的命名方式。
  • 觀察能力:台灣學生都很會讀書本上的文字,但是要把肉眼可見的現象和知識湊起來的能力就很薄弱。所以我要考學生對文字的理解,究竟能不能呈現在對真正蝴蝶標本的觀察上。
  • 製作檢索表:這不是我愛考,國際賽就是要考這個。多年前的另一次國際賽也有一樣的問題,台灣學生就是卡在無法把紙本資料上的資訊和肉眼的觀察結合在一起。所以我們想挑出具有這種能力的學生。
  • 學生在時間壓力下的反應。
評量之後我發現什麼事呢?
  • 學生沒有看清楚題目就急著作答:我明明說只要看R和M脈,結果有同學把其它翅脈都做出來,那樣會浪費時間。
  • 觀察力有待加強:拿來檢索的特徵一定要有"一樣"和"不一樣的"。但同學若有好好觀察後翅的話就會發現後翅的R和M都是一樣的。如果都一樣就沒有拿來做檢索表的意義。但有同學花時間去看後翅,卻沒有思考檢索表的根本意義。
  • 狂畫圖但沒有花時間判斷:這個題目中"判斷"能力是非常重要的,但是有同學只畫但沒有判斷。判斷才是得分關鍵。
  • 趕著想把整題寫完但弄巧成拙:其實一個題目能不能得分要看你是否知道答案的核心是什麼。最後一個小題是要同學使用M與R的差異去製作八隻蝴蝶的檢索圖,但有同學急著花時間去寫最後一題,卻沒看清題目而使用翅膀顏色去製圖。這表示花了時間沒有得分。
所以我會怎麼給分呢?可以在最短時間內達到最大答題效益而且看起來可以在最短時間內抓到一個從未見過題目的要領,才會得分。

2019年4月27日 星期六

高中生參加生奧選拔營前應具備的實驗操作素養

每年到了生物奧林匹亞選拔營期間我就會寫這類文章抱怨一番。大家千萬不要認為這是我們大學教授沒事找高中生麻煩,或是國立大學教授的標準太高,並不是。即使是國際賽中的實驗題,其知識與技術程度通常不會超過高中與大學階段,所以我的點評與抱怨絕對不是無理或要求太多。


最近幾年來我們這些參與選拔培訓的委員們都有一個共同的困惑:為什麼台灣學生的實作能力這麼不好?為什麼很少有高中生在理論作答與實驗操作方面都很好的?以下我要談談我看到的問題,希望大家不要玻璃心,因為這些普遍性的問題不只直接衝擊到選手的競爭力,也與高等教育與科學教育的品質有關。

  • 面對沒有做過的實驗就束手無策:無論在國際賽或是在真實世界中,我們都要面對沒有做過的實驗。所以如果我們遇到沒做過的實驗就要兩手一攤說自己不會嗎?我們學習實驗方法的目地不在於"確保自己有做過",而是要學習實驗設計的精神、回應什麼樣的問題需要什麼背景知識?使用什麼樣的操作手法可以解決問題?然後使用什麼操作技巧時應該要注意那些細節。拜託,請不要在學校裡上實驗課時,把實驗課當成手工藝來上。如果大家上實驗課都只是在學"操作",求的是"有做過",那麼事前練習100個實驗都沒有用,因為只要遇到沒做過的就是兩手一攤。
  • 沒有規劃能力:做實驗時須要有規劃能力,什麼規劃能力?時間的掌控與估算、空間的配置與整理,以及技巧與知識的配合。但我發現絕大多數的學生沒聽過這些,所以在做實驗的時候,桌面凌亂、不知道工具的用途為何、無法掌握時間,最後就會不了了之,非常可惜。這表示我們平常在上實驗課的時候就應該要讓學生學習評估以上三件事,最重要的是老師本身也應該要對實驗規畫這個議題有一點了解,才能設計好的課程。
  • 不遵守操作規範與指引:這真的非常奇怪,每次選拔營我都會看到有學生完全不依照題目上的說明操作,該做的沒做,不該做的亂做,不必做的做一堆。依據操作規範與指引來進行實驗真的是非常非常非常重要的素養。我真心不懂為什麼會有學生不看題目說明就亂做一通。這些高中生沒有別人,都已經是進入選拔營的學生,都已經確定可以進入頂大的學生耶,這樣真的OK嗎?還是說通通丟給大學重新教起?
  • 對各類實驗設計的概念薄弱:怎麼薄弱法?很多學生缺乏好的實驗訓練,所以他們腦袋中所知道的方法與概念只有分析成分、打碎剪爛、用試紙測什麼,或是跑電泳。但是同學啊,不是所有的實驗都要動刀動槍把眼前的東西打爛啊。我要你取出唾腺來做消化液的酵素反應,你把整個身體剪爛做什麼?我要你觀察動物對某個變因改變後的行為反應,你為什麼要嚇動物呢?如果你在解剖水生無脊椎動物,為什麼會不加水在蠟盤中解剖?而是乾乾地亂剪?拜託拜託,我真心希望在高中訓練學生的時候,不要只讓學生"動手做完",一定要說明"實驗設計的緣由與理念"。
  • 花時間做不必要的事:例如什麼事?一直擔心究竟要用鉛筆寫還是原子筆寫?或是擔心可不可以使用立可白(我真的覺得這是被國高中的某些教學現場制約的)。同學應該要擔心的是他能不能順暢正確表達實驗結果與詮釋,而不是這些表面東西。但我每次都會看到有些學生為了"有沒有工整"在那邊焦慮。試卷上滿滿立可白,但答題結果還是零分啊。
  • 沒有毅力:無論是國內賽或是國際賽,實驗操作的考試都需要花上一整天時間。所以體力與毅力都是非常重要的。但這幾年來我顯然感受到不少學生缺乏毅力。考試考到一半的時候就開始放棄,不想寫,沒寫,連嘗試都不嘗試。我認為這是非常不好的特質。不管有沒有選上去當國手都不好。
好,抱怨完了,但是我相信這些狀況還是會出現的。我不是在講一般高中生,而是在講"想要當國手的高中生"。有些能力是選手培訓的時候可以補救的,但有一些素養真的是國高中就要會,學校就要教。而且我很希望這些素質不只有科學班、資優班、實驗班的學生有機會碰觸。