國立成功大學生命科學系

首頁

成大陳一菁助理教授 論文兩度登上Science

成大陳一菁助理教授 論文兩度登上Science   (本校新聞中心提供)

【台南訊】成功大學生命科學系助理教授陳一菁博士與中央研究院團隊發現,短時間與長時間的氣候變異(如日溫差與年溫差),對生物的適應與分布,竟有著相反的影響,論文於3月25日刊登於國際頂尖專業期刋Science。
        陳一菁助理教授指出,該論文受到Science重視有兩個主要原因,第一是因為研究發現挑戰了經典的生態學假說。過去學界僅注意年溫差(長期的氣候變異)對生物適應與分布的影響,因為年溫差往高緯度明顯增加、與許多生態現象產生關聯,因此幾十年前生態學家即提出『氣候變異度假說』,至今仍影響大家對生物生理適應的看法。但短期的氣候變異(如日溫差)如何影響生物分布,則未有整合理論。第二個原因在於,氣候變遷除溫度持續上升,氣候變異度以及極端氣候增加皆為重要特徵,但生物如何適應氣候變異則未有巨觀的理論基礎,本研究適時彌補這項空缺,是相關機制研究繼續發展的重要里程碑。
陳一菁助理教授表示,自己研究領域是巨觀生態學、氣候變遷生物學,中研院沈聖峰副研究員是演化生物學及動物行為專家,跨領域合作帶激盪出許多新思考。有趣的是,對日溫差的關注是無心插柳的結果,雙方從五年前開始合作探討氣候變遷對雲霧林帶的影響,在台灣山區展開大規模的生物實驗、蒐集環境資料,發現「日溫差」對生物的適應與分佈有顯著的影響,卻沒有對應的理論可供探討,深入探究後,利用         全球氣候及生物分布資料整合分析,終於一步步做出成績。
陳一菁博士於大學時期開始對生態、環境等議題感到興趣;大學主修財務金融,研究所毅然換跑道投入生態研究領域,於英國約克大學深造,專攻氣候變遷生物學、並取得生物學博士。2011年她與英國研究團隊的回顧研究發現,氣候暖化造成全球生物分布快速改變,而且高山生態系統的衝擊比平地還要劇烈,該研究刋登在Science,至今已被學術期刊引用超過一千次。2016年挑戰經典生態學假說的論文,再次登上Science。
        她目前帶領成大氣候變遷生物學實驗室,持續關注熱帶生物適應以及雲霧林帶氣候變遷議題,研究材料包括蝴蝶、蛾類以及埋葬蟲等。位居南臺灣學術重鎮,她勉勵莘莘學子,台灣有很好的自然環境可以從事野外調查,充足的基礎資料支持生態研究,從在地的經驗與疑問出發,透過扎實的科學研究,都有機會取得良好的成果。
陳一菁助理教授2012年起於成大生命科學系任教,生態組召集人李亞夫教授表示,陳一菁博士是極優秀的年輕學者,她關注大尺度的生物多樣性、氣候變遷造成生物以至於生態系的影響,不斷有突破性成果。她與英、美、日國際學者的合作,更提供學生開闊視野與多元發展的機會,也開啟許多新的研究方向。
 
參考資料:
中央研究院新聞稿
挑戰經典生態學假說 
日溫差對生物分布有關鍵影響
 
       全球暖化造成氣候變異度增加,但是生物如何適應氣候變異仍未有整合的理論。本院生物多樣性研究中心沈聖峰副研究員率領研究團隊,利用全球180座山區超過1萬6千多種陸域脊椎動物的海拔分布跨幅資料,整合分析日溫差及年溫差之影響,結果發現短時間與長時間的環境變動因素,對於生物的適應與分布有著相反的影響。在日溫差大的地區,其生物分布範圍反而相對較窄。此篇挑戰經典生態學假說的論文,於2016年3月25日發表於國際頂尖專業期刊《科學》(Science)。
      「氣候變異度假說」(Climatic Variability Hypothesis)已發展四十餘年,該假說認為,隨著緯度或海拔增高,生物身處的氣候變動幅度會加大,其生理上對氣候變異度的耐受性也會增加,因此在高緯度、高海拔地區生物分布範圍較廣。該假說是目前被廣泛接受的「巨觀生理學規則」(macrophysiological rule),但根據沈聖峰研究團隊長年在臺灣山區的微尺度生態觀測發現,生物更需面對各種短期(例如日溫差)的氣象變異,原先的假說顯然未能充分解釋生物的適應機制,尤其是對於熱帶與亞熱帶這些全球生物多樣性熱點的生物。
       為重新檢驗此經典假說的普及性,沈聖峰副研究員研究團隊使用結構方程模型建立各種氣候因子的影響途徑,配合理論生態學方法,再輔以高解析度的氣候資料庫、大量的生物數據,重新分析來自全球180座山的16,592種陸域脊椎動物(包括鳥類、哺乳類、兩棲爬蟲等)之海拔分布跨幅資料。結果發現,年溫差越大,生物海拔分布跨幅越大,此結果支持傳統的「氣候變異度假說」。然而同時,若日溫差越大,生物海拔分布跨幅卻越小;也就代表生物在短期氣候變異度較強的環境下,生理上能適應的溫度範圍反而較小。這似乎說明了生物在面對長期(例如年溫差)及短期(例如日溫差)的氣候變異度時,會出現不同的生理適應策略。
      沈聖峰副研究員指出,「此項研究根據我們在臺灣的地區性觀察結果,透過分析全球的生態資料庫,首次指出日溫差對生物的生理適應、以至於巨觀生態現象的影響,補足經典生態學假說未能解釋的部分。」第一作者詹偉平先生補充道,「年溫差主要隨緯度改變,但日溫差受雨量及區域氣候影響甚鉅,因此,相較於緯度,我們的研究也凸顯年雨量在巨觀生態學中的重要性。」共同第一作者陳一菁博士說明,「氣候變遷已造成生物分布改變,探討背後複雜的生理適應是關鍵議題,本研究提出的機制是重要的里程碑。」近數十年來極端氣候變化加劇,重新思考用更精密的時間尺度,研究氣候變異對生物適應的影響,將對自然保育會有更多的啟示與思考。
       詹偉平目前擔任本院生物多樣性研究中心研究助理,陳一菁博士現任國立成功大學生命科學系助理教授,她於博士後期間曾獲得「中央研究院博士後研究學者」獎助。共同作者包括美國康乃迪克大學康威爾博士(Dr. Robert Colwell)、本院統計科學研究所劉維中副研究員與國立臺灣大學地理環境資源學系黃倬英副教授。研究經費由本院前瞻計畫與科技部支持。
 
瀏覽數  
將此文章推薦給親友
請輸入此驗證碼