【國際土壤年專題】認識「國際土壤年」

撰文|黃貞祥 泥土,像是默默在付出的英雄,我們平時很少關注到它,甚至在現代化城市生活久了,還會厭惡它,尤其是對 More »

【活動快訊】3/3(二)科學史沙龍

這是首次在臺大舉辦的以科學史為主題的沙龍系列演講,內容涵蓋物理、數學、天文、生物等學科,藉由富饒趣味的科學故事 More »

【活動快訊】尼安德塔人:追尋失落的基因組 一場重建人類演化史的科學歷險

現代人類的祖先與尼安德塔人在歐洲共同存在了許多年,他們之間如何互動? 他們會說話嗎?他們和人類有多類似? 他們 More »

【科學大人物】法拉第不為人知的一面(最終回):晚年的法拉第

■無論是多優秀的人,也免不了老、死的造訪。就算是法拉第也有他無法完成的研究,不過他很優雅乾脆地選擇了和名聲不相 More »

【CASE 紀念品】首創無時限科學手帳限量登場!

■CASE 首創第一本科學主題設計的手帳囉! 不但沒有日期的限制,簡約色彩和大量空間更提供使用者最高的自由運用 More »

 

【國際土壤年專題】根瘤菌(Rhizobium)與人

大豆。圖片來源:wiki

大豆。圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

自從人類在一萬一千年前學會了農耕以後,如何提升農作物的產量便成為人們念茲在茲的議題。使用動物的排泄物、以及收集植物的落葉、家庭垃圾製作堆肥,這些方式都在試驗中發現可以提升產量;而可能早在古埃及時代,人們便已經發現種植豆科植物(legumes)如大豆、豌豆等,可以使土壤肥沃。

中國在漢朝時已懂得利用大豆與小米、小麥輪作(參1),維持土壤的肥力;同樣的概念,在歐洲大約一千年後才出現。但是,不論是埃及、中國、或是歐洲,對於為何豆科植物可以提升土壤的肥力這件事,都是知其然而不知其所以然。

這個謎題,直到十九世紀末才被解開。1888年,德國的農業化學家Hermann Hellriegel(下圖)與 Hermann Wilfarth發現根瘤可以將空氣中的氮(nitrogen)轉變為氨(ammonia)。在同一年,根瘤菌也被荷蘭的Martinus W. Beijerinck(下圖)發現了(參2)。

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【CASE活動】3/19 物理大師講座-楊振寧

yang_banner_620x280楊振寧,華裔物理學家。他與李政道共同提出理論物理學中弱作用力宇稱不守恆理論,共同獲得1957年諾貝爾物理學獎。他們是最早的華人諾貝爾獎得主。

臺灣大學物理系特邀諾貝爾獎物理獎得主、臺大名譽博士楊振寧,進行兩場科學演講:

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【創新科技】裸眼3D技術

■3D電視早已不是一個新名詞,究竟有什麼祕密在裡面呢?

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圖片來源:gameshop.com

撰文|方程毅

想必大家對於在電影院看3D電影或在遊樂園看3D特效都不陌生,在入場前工作人員一定會發給你一副有點惱人的立體眼鏡,戴著既不舒服又不方便,如果裸眼3D技術能夠普及到我們日常生活,勢必又會掀起一波新的影音革命。

人們為什麼能感受到3D,是因為我們左眼跟右眼看到的景象有些微的不同,這個不同讓我們能感受到景深(也就是距離的遠近),因而建構3D的視覺影像。大家小時候一定玩個一個遊戲,當一隻眼睛閉上的時候,試著將左手跟右手的食指碰在一起,你會發現前後無法對準,這就是因為只有一隻眼睛是無法判別遠近的,立體的感覺一定要靠雙眼才有辦法建構,所以筆者個人是不太相信獨眼海盜能有多厲害,因為他連敵人距離多遠都抓不準......

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【人體奧秘】環境影響了你的免疫系統

■史丹佛大學的科學家發現,人類的免疫系統會因為生活環境而有所改變。

RUSSELL KIGHTLEY/SCIENCE SOURCE

RUSSELL KIGHTLEY/SCIENCE SOURCE

撰文|陳勁豪

遇到傳染病流行的時候,總是有些人會生病,有些人卻不受影響。影響得病與否的因素有很多,每個人的免疫系統絕對是關鍵之一。每個人的免疫系統都是由無數種的細胞所組成,但是免疫系統面對疾病的反應能力是與生俱來還是經由後天影響,這個問題一直困擾著許多的研究人員。

為了回答這個問題,史丹佛大學的免疫學家Mark Davis的團隊想到了一個解決的方法。他們利用同卵雙胞胎作為他們的研究對象。同卵雙胞胎是由同一個受精卵所分裂產生,所以基本上帶有完全一樣基因。換句話說,同卵雙胞胎在出生時應該會帶有一模一樣的免疫系統。Mark Davis找到了210對自願的雙胞胎,年紀分佈在8到82歲之間。他們測量了204種免疫系統中的參數,其中包括95種免疫細胞跟51種蛋白質的含量。他們發現有超過四分之三的改變可以歸因於非遺傳因素。換句話說,環境對免疫系統的影響大於基因對免疫系統的影響。

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【探索講座】第13期 手機幹嘛這麼聰明?

2015探索基礎科學系列講座第13期-「手機幹嘛這麼聰明?」
Smartphone why so smart?

poster-01智慧型手機從2007年問世以來,不到十年之間,全球使用的人已近過半。以臺灣而言,依資策會的FIND調查,迄2014年底其使用者已達65.4%,而且約八成用戶出門必定攜帶手機,依賴度堪稱亞太第一。一個裝置能在這麼短的時間普及到這樣多人口,而且依賴度這麼高,在歷史上堪稱空前。

資通訊可說是廿世紀最亮眼的產業,它發展出四大類型產品,包含計算機(Computers)、通訊(Communications)、消費電子(Consumer Electronics)、及內容產業(Contents),一般以4C來稱呼它。但廿一世紀初,智慧型手機把4C產品整合於一身,在資通訊產業上已經造成翻天覆地的革命。它所領導的典範轉移,對傳統以Wintel馬首是瞻的臺灣PC產業造成絕大衝擊,未來預期也將對社會政治、經濟、文化等各方面,甚至是全體人類文明的發展,造成無比的影響。

如何把4C產品完美地結合在一起,智慧型手機已展現人類科技與工藝的結晶,第十三期探索基礎科學講座將於3月28日(六)起推出「手機幹嘛這麼聰明?:SmartPhone Why so Smart」系列講座,邀請九位不同領域的專家學者,從電波、通訊、電子、光電、多媒體、計算機、心理學、及創新創業等面向,共同探索智慧型手機背後的科學,以及如何利用它創造更具創意與希望的未來。

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【國際土壤年專題】公民科學齊心合力在土裡淘金--開發新藥新運動

■土壤裡有許多有趣的微生物DNA,透過公民科學家的力量,未來可能會發現更多有用的新藥!

(Photo : Oregon Department of Transportation)

(Photo : Oregon Department of Transportation)

撰文|黃貞祥

生物多樣性之父,哈佛演化生物學家愛德華.威爾遜(E. O. Wilson)是世界螞蟻的權威,他在自傳《大自然的獵人:博物學家威爾森》(Naturalist)表示,如果他還能再選擇研究的對象,他可能會選擇研究土壞裡的微生物,雖然它們通常不受關注,可是生物多樣性卻更加豐富!

藉著DNA定序技術的進步,以及網路的便利,科學家終於能夠開始好好瞭解土壤裡好幾乎無窮的微生物了!美國洛克菲勒大學的微生物學家Sean Brady等人獲得來自五大洲的公民科學家的協助,參與了他們的「Drugs from Dirt」的計畫,讓他們共收集了185份土壤樣本並且從中萃取了DNA作分析。

他們的目標是在從世界各地的土壤裡尋找有趣的微生物DNA,試圖從中尋找能夠製造新抗生素或抗癌藥物的微生物。他們有大約四分之一的樣本是來自公民科學家,如果沒有後者的參與,這個計畫的費用將會極其昂貴,單單旅費就會叫人吃不消,更甭提時間成本。世界各地的公民科學家,只需要挖一些土裝在塑膠袋郵寄給他們。土壤的採樣地點有海灘、森林、沙漠、洞穴、島嶼和溫泉等等。

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【國際土壤年專題】認識「國際土壤年」

國際土壤年banner撰文|黃貞祥

泥土,像是默默在付出的英雄,我們平時很少關注到它,甚至在現代化城市生活久了,還會厭惡它,尤其是對所謂的爛泥巴避之為恐不及。很多人都瞭解到,如果沒有水和空氣,我們很快就無法存活。可是,失去了土壤,水和空氣就無法在地球上循環不息,更甭提土壤還滋養了食糧。儘管土壤是一種不可再生的資源,它的喪失和退化無法在人的一生內予以恢復,但這樣寶貴的資源卻往往被人們長期漠視。

就在我們享受現代工業文明帶來的便利與舒適,過著人類有史以來最富足的生活時,侵蝕、鹽化、酸化、養分枯竭、污染等和不永續的土地管理方式,都造成土壤不斷退化,然而全球卻還有超過八億人經常挨餓,糧食還需增產六成才能應付未來的需求。雪上加霜的是,有三分之一的土壤正在退化。土壤還承受著日益沉重的壓力,其中包括集約化生產以及農業、林業、牧場和城鎮化等不同用途對土地的競爭。

為呼籲世人對珍貴土壤資源保育的參與,去年聯合國大會達成決議,把12月5日定為「國際土壤日」,並宣布2015年為「國際土壤年」(International Year of Soils)。聯合國糧農組織(FAO)表示,除非採取新方法,否則到了2050年,全球人均生產用地,將會只有上世紀中葉的四分之一。

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【細胞世界】發現回撥老化時鐘的新方法

Credit: © gitanna / Fotolia

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撰文|葉綠舒

返老還童,或是長生不老,是許多人的夢想。即使是秦始皇,也希望能夠長生不老。而坊間那麼多的「抗老化」秘方,不也說明了現代人希望青春永駐?沒有人喜歡「視茫茫,髮蒼蒼,齒牙動搖」,即使那是不得不然,也希望能夠盡可能地延緩。

因此,近代科學也一直致力於找到老化的關鍵。最近,史丹佛大學醫學中心(Stanford University Medical Center)發現,將端粒酶(telomerase)的mRNA(信息RNA)經過修飾後注入細胞,可以延緩老化。

端粒酶是帶有核糖核酸(RNA)的酵素。它的功能是在染色體末端加上「TTAGGG」的重複序列(稱為端粒telomere)。端粒酶自己的RNA,與染色體末端的TTAGGG序列互補,在染色體末端加入更多的TTAGGG重複(如下圖)。

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【環境保護】把污泥變黃金

■所有大城市都面臨了類似的問題:城市裡的廢水經過廢水處理廠處理過之後,產生了無數的城市污泥(sewage)。這些城市污泥量多又難以處理,所以對每個城市而言都是個大問題。既然難以處理,有沒有辦法提高處理這些污泥的誘因呢?事實上,這些污泥可能正是潛在的金礦!

圖片來源:

圖片來源: MICHAEL NORTHROP/BIODESIGN INSTITUTE/ASU; (LID) ASP, INC./DOLLARPHOTOCLUB.COM

撰文|陳勁豪

城市污水由各式各樣的污染源所組成,從最常見的排泄物污水,工業污水,到之後所帶來的各式污染物,不一而足。其中,工業污水被認為最常帶有大量的重金屬污染。這些重金屬可能來自採礦,電鍍工廠,化工工廠,或是珠寶加工。當這些污水進入污水處理廠處理之後,會產生大量的污泥。從上面提到的各式污染源中,可以想像污泥裡面會含有各式重金屬。

一般處理污泥的方法是把這些污泥無害化之後,讓這些處理過的污泥變成水泥原料或是有機肥料。但是利用這些污泥所產生的有機肥料會讓人對裡面所含的重金屬產生疑慮,所以依舊不是太好的作法。

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【能源分析】猜猜哪個城市晚上比較亮:柏林或是芝加哥?

■一個城市晚上的亮度、顏色或是燈火分布的密度關乎一個城市的發展或繁榮。從太空中空拍下的夜景或許能告訴我們一些有趣的事……..

德國柏林空拍圖圖片來源:The Gateway to Astronaut Photography of Earth

德國柏林空拍圖圖片來源:The Gateway to Astronaut Photography of Earth

撰文|方程毅

來自德國Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries的Christopher Kyba博士最近利用來自國際太空站的VIIRS DNB(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day-Night Band)技術拍攝下歐洲及美國許多城市的夜景包含夜晚燈光的強度及分布的軌跡進行研究,並將結果發表在2015年《remote sensing》期刊上。VIIRS DNB系統簡單來說就是掛在太空站高解析度的相機,可以從外太空拍下城市晚上的樣貌,在2012年這個攝影技術的解析度有顯著的突破,讓科學家有更多的資料能夠進行研究。

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