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。