看到老爺爺過馬路、路上發現有人摔跤、交通島有婆婆賣花……以上種種是不是都讓你忍不住「出手相助」一下呢？

長期以來，互助互惠的社會模式一直被視為人類獨有的特徵，而雖然部分動物也有利他行為，科學家卻一直沒有在我們的「親戚」身上找到可靠的實驗佐證。不過，這項僵局現在被打破了，最近有兩項實驗都顯示了：黑猩猩（Pan troglodytes）也會出現非常「無私」的利他行為！

遊戲見真情，獨吃蕉不如眾吃蕉

在第一個實驗中，來自德國萊比錫「馬克斯‧普朗克進化人類學研究所」（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）的心理學家馬丁‧舒梅茨（Martin Schmelz）和塞巴斯汀‧格林奈森（Sebastian Grüneisen）訓練萊比錫動物園的六隻猩猩進行分享的遊戲。

這個遊戲是規則這樣的：研究者將猩猩倆倆分組，使每隻猩猩搭配一位夥伴，而這位夥伴面前會有四條繩子可以拉扯，每條繩子會帶來不同的結果，分別是：

1. 只給自己香蕉粒（banana pellet，研究者為猩猩特製的食物）
2. 只給夥伴香蕉粒
3. 給雙方香蕉粒
4. 將自己的選擇機會讓給夥伴

給我香蕉！圖／giphy

在其他猩猩不知情的情況下，研究者預先訓練了一位名叫「泰」（Tai）的母猩猩，在所有的回合中，泰永遠只會選擇最後一個選項，將機會讓給另一方。格林奈森認為泰的行為是十分冒險的，因為放棄選擇權表示泰有可能會失去所有香蕉。

令人驚訝的是，在十幾回合下來，當泰放棄了自己的機會後，另外六位猩猩夥伴有高達 75% 的時間選擇同時給雙方香蕉粒，這樣的行為顯示出牠們重視泰所做出的犧牲。

就算少吃一點，也不捨得你餓著

不過，研究者還想進一步知道：這些猩猩們願不願意放棄自己部份的香蕉粒獎賞以回報泰的感知良善（perceived kindness）。格林奈森表示：「人們常認為這種互惠行為人類合作的里程碑，而我們想看看猩猩能挑戰到多遠。」

於是團隊稍稍改造了一下實驗，這次，泰的夥伴們只有兩種選擇，要嘛就是 1. 給自己四顆香蕉粒，或者也可以選擇 2. 給兩邊各三顆香蕉粒。

有 44% 的受試猩猩選擇了會犧牲自我利益的選項；而若是泰沒有做出轉讓機會的動作，則只有 17% 的猩猩會選擇犧牲選項。這項結果顯示出：即便會損及自身利益，猩猩依然會因為看見了泰的無私舉動而覺得自己不得不回報她。

「我們對於這項發現感到十分驚訝，」格林奈森說：「考量到需要承擔的風險，黑猩猩決策時的心理層面非常獨特。」

• 實驗 2 中，如果要給對方吃，自己就需要有所犧牲。實驗影片。

到底是什麼，讓來自猩猩的牠不惜豁出生命？

而在今年 6 月 19 日發表於《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）的論文則著眼於黑猩猩的行為動機，想知道：到底是什麼促使雄猩猩冒著斷手斷腳的風險、乃至於生命的威脅去進行巡邏任務？

科學家發現野生的雄性黑猩猩常常會自組巡邏隊，牠們會排成一列縱隊，安靜地巡邏團體的邊界、嗅聞入侵者的氣味。然而，這種巡邏行為背後潛藏著極大代價。在巡邏中，黑猩猩約有三分之一的機率會遇上其他敵對的猩猩，而仇人見面，分外眼紅，有時一言不合就容易血濺三尺，巡邏的猩猩可能因此付出受傷甚至死亡的代價。

雄猩猩會自組巡邏隊保衛家園。圖／By sasint @Pixabay

根據古典行為主義（classic behavioral theories），唯有當猩猩們自己的後代或母系親屬在群體中時，牠們才會付出如此昂貴的代價。

然而，在分析了 20 年來，烏干達努迦（Ngogo，Uganda）地區 3750 隻雄猩猩的數據後，研究者發現：雖然對大部分猩猩來說，確實是有親屬才會犧牲，然而，卻有高達四分之一的巡邏猩猩根本與自己保護的團體非親非故。另外，就算黑猩猩不加入這些巡邏隊，也不需要承受任何後果，所以，居然仍有這麼多猩猩甘冒風險，實在是件令人意外的事。

人類文明的秘密，或許就藏在猩猩身上

這個研究的主要作者是來自亞利桑納州立大學坦佩分校（Arizona State University in Tempe）的人類學家凱文‧朗格葛拉伯（Kevin Langergraber）。他與同事認為「團體增進」（group augmentation）的理論或許可以解釋這樣的情形。依據這個理論的假設，藉由巡邏來保護團體的食物供應並擴張領土，會增進整個猩猩群對女性的吸引力，也能增加個別猩猩的繁衍機會。

另一位未參與研究的演化人類學家安妮‧普塞（Anne Pusey）認為這是一個合理的假說。她認為，藉由保衛和擴張團體的領土，可以確保、甚至增加團體的居住空間和食物來源，以供給現在和未來移居的雌性生存；而團體裡健康雌性的數目越多，便表示每位雄性成功繁衍的機率也就越高。

團體裡健康的雌性越多，雄性成功繁衍的機率也越高。圖／By stefaanroelofs @Pixabay

朗格葛拉伯更進一步補充說，這種行為可能是人類社群合作的演化基礎。「人類合作最特別的一點，就是它的規模之大。」他說。在人類發展的歷史進程中，成千上百的陌生人運用合作來建築城牆、疏通運河、送人登月。朗格葛拉伯認為：「讓黑猩猩合作的機制或許是演化上的重要基石，使得人類往後得以演化出複雜的合作系統。」

猩猩也懂團結力量大的道理？圖／IMDb

這樣看起來，黑猩猩們團結一致、對抗人類的電影劇情好像也不是那麼科幻了呢，不知道牠們的合作是否真的會帶來「猩球崛起」的一天呢？（咦）

• 註：在文中所提到的「從猩猩看人類」背後有其脈絡：由於人類跟黑猩猩是演化上的近親，所以可能會共享一些特徵。我們皆熟知人類有大規模的合作行為，而這兩個研究則發現到：黑猩猩會展現出與人類類似、廣義的合作行為。因此研究者認為，「合作的潛能」可能是人與黑猩猩的共同祖先就已具備的特徵，只是在演化後稍顯不同；在黑猩猩端發展出這次的研究結果，而人類端則發展出大規模合作。（感謝寒波老師的解釋，更詳細的補充參見此文，看完相信各位會更了解相關脈絡喔～）

參考資料：

• True altruism seen in chimpanzees, giving clues to evolution of human cooperation Science[2017.06.19]

原始論文：

• Martin Schmelz, Sebastian Grueneisen, Alihan Kabalak, Jürgen Jost, and Michael Tomasello (2017) Chimpanzees return favors at a personal cost PNAS June 19, 2017 DOI: 10.1073/pnas.1700351114
• Kevin E. Langergraber, David P. Watts, Linda Vigilant, and John C. Mitani (2017) Group augmentation, collective action, and territorial boundary patrols by male chimpanzees PNAS June 19, 2017 DOI: http://dx.doi.org/10.5061/dryad.kk33f

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文／林翰佐｜銘傳大學生物科技學系副教授，《科學月刊》總編輯。

現在多數人對鰻魚的主要印象大多來自於香噴噴的鰻魚飯，但在美味可口的背後，鰻魚的一生仍有許多有趣的未解之謎。

一說到鰻魚，第一個是直覺是不是就想到鰻魚飯呢？圖／挪威 企鵝 @ Flickr

鰻魚的迴游

鰻魚與鮭魚是動物界著名的洄游性魚類，兩者的一生都注定了一趟壯遊，不過牠們漂泊的方向則是恰恰相反的。鮭魚的一生開始於淡水河流，體型稍長之後便游入大海，然後在成年之後歷經千辛萬苦回到了出生地，完成傳宗接代的任務之後力竭而亡；鰻魚的生命歷程則是始於大洋的深處，然後所產生的幼苗以浮游狀態回到陸棚的沿岸地區，後溯溪進入溪流，在溪流中渡過數年的成長期，然後再返回海中的產卵場完成傳宗接代的任務。

目前科學家相信，臺灣常見的日本鰻鱺（Anguilla japonica）產卵場在馬里亞納海溝的西緣，位於關島附近的水域，而美洲鰻鱺（Anguilla rostrata）與歐洲鰻鱺（Anguilla anguilla）則以馬尾藻海（Sargasso Sea）為主要的產卵地，著名的百慕達三角洲便位於馬尾藻海的西緣。

追蹤成年鰻魚的研究，沒那麼容易

如果說自然界的鮭魚返鄉是一部壯闊的史詩巨片，那鰻魚的洄游無疑是一部懸疑劇。多年以來，為了獲得鰻魚洄游回到產卵地的確實證據，科學家們運用了許多生態學研究的方式，例如綁上不易損壞的號碼牌與聯絡資料，讓日後捕獲該魚的漁夫得以通報位置的繫放法，到最近因為電子科技的進步得以實現的 GPS 定位與訊號發送的技術。

不過即便如此，這樣的實驗仍然具有相當的難度，例如，即便足以洄游的鰻魚均已成年，它們的體型仍僅約在 3~5 公斤之間，想要在不影響鰻魚洄游狀態下獲得鰻魚位置的資料，需要縮小發報機的體積直到鰻魚可以攜行的標準，並且需要克服鰻魚在深潛狀況下無法進行定位以及訊號發送的問題。

先前的研究也發現，鰻魚洄游過程其實佈滿殺機，以美洲鰻為例，洄游旅程當中會通過鯊魚出沒的區域，讓研究增添更多的挑戰。直到 2016 年，一組加拿大的研究團隊在花費相當的經費與時間後，才成功實現鰻魚洄游的衛星標定技術，成功追蹤一隻美洲鰻鱺回到產卵場──馬尾藻海附近水域，這隻重量約 3 公斤的年輕鰻魚，一共花了45 天的時間，游了近 2400 公里左右的距離。這項實驗驗證了先前科學家們的假設，成年鰻魚的確有能力可以回到產卵地，來達成傳宗接代的任務。

美洲鰻鱺（Anguilla rostrata）。圖／Alan Cressler @ Flickr

小鰻苗的尋根之旅

鰻魚在產卵地產卵的真實狀況目前所知甚少，然而從一些觀察當中仍可以透露出一些端睨，例如從鰻魚苗的捕撈經驗來說，魚苗的出現是成批的，暗示著鰻魚在產卵地的交配行為有同步化的趨勢，成年的鰻魚可能隨著月週期舉行難以想像的巨型派對，然後同時產下數以兆計的鰻魚卵。

鰻魚卵在孵化後會呈現葉子狀的特殊形態，這種我們稱為「柳葉鰻」的幼苗會隨著洋流以蜉蝣狀態進行海上漂流，大約經過數個月的時間從產卵地抵達大陸棚沿岸，此時的鰻魚苗會進化成為透明線型外觀的「玻璃鰻」，這就是漁民於每年東北季風來臨之際在海邊辛勤捕撈的鰻苗。

美洲鰻的幼苗。圖／Kils ，創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0，wikimedia commons.

地磁是鰻魚尋根之旅的關鍵

前述的故事雖然合於邏輯，但有些重要的細節顯然仍缺乏合理的交代。譬如即便洋流是鰻魚幼苗長途旅行的主要疏運工具，不過洋流本身無法進行「戶對戶（door to door）」的服務，在關鍵時刻，還是需要靠自身的力量把自己推向目的地。重點是，鰻魚苗要如何知道「關鍵時刻」的到來。

科學家們提供了許多種版本的假設，其中一種假設認為，鰻魚苗具有地磁的感受能力，並且具有「磁場地圖（magnetic map）」這種源自演化上的記憶，當鰻魚苗感知磁場接近的狀況，就會喚起鰻魚本能地進行某些行為因應。對於脆弱的鰻魚苗而言，擁有磁場地圖的能力顯然是重要的，唯有在對的時間上使盡全力，才能增進族群繁衍的機率。

在近日發表於《當代生物學》（Current biology）的一篇文章當中，一組由美國北卡羅來納大學教堂山分校（Chapel Hill），邁阿密大學與瑞士相關研究機構所組成的跨國研究團隊，嘗試探討鰻魚幼苗是否具有感受地磁的能力，並探討地磁上的細微變化是否影響牠們的游泳行為模式？

這個研究團隊設計了一個相當特別的實驗設施，這個被稱為「競技場（arena）」的裝置是由一個 25 公分直徑的中心圓柱形壓克力盒以及外圍環繞於中間的 12 個小隔間所組成，每一個隔間大約可代表羅盤上的 30 度方位角，中間區與周邊的隔間具有活門供實驗操控。這樣的研究裝置可以在海洋下不同的深度狀態下進行實驗，這些科學家們便坐著海洋研究船，循著歐洲鰻鱺遷徙的路徑，分別選在百慕達三角洲附近海域，大西洋西北部與北部海域，利用這樣的裝置在海面下進行相關的研究。

2017/04/13 發表在《當代生物學》〈A Magnetic Map Leads Juvenile European Eels to the Gulf Stream〉的附圖。A.B.C 和 D 分別是放在不同海域中的「競技場」，從其四周三角形方位大小的比例可以看出，鰻魚在洄游時對於特定方位反應較敏銳。圖／〈A Magnetic Map Leads Juvenile European Eels to the Gulf Stream〉

研究團隊原本的預想是，鰻魚苗是具有地磁感應力的，這個地磁感應能力具有導航上的指標，而讓鰻魚苗能夠朝向目標區前進。然而實驗的結果有些出人意表，科學家們的確發現鰻魚苗似乎具有感地磁變化的特殊能力，在不同地理位置下呈現具有特定方位的游泳行為，不過這些鰻苗的游泳方向跟原本的預期相去甚遠，在方向上近乎轉了180 度，這點讓參與的科學家們不解。

透過海洋數學模式專家的協助，這項謎團終究獲得了解答。透過電腦模擬，科學家們了解，也許這些看似莽撞的行為對魚苗而言反而是個明智的選擇，讓它們具有更高的機會進入到環繞於墨西哥灣後北上的大西洋環流（Atlantic current），讓這些歐洲鰻鱺的幼苗搭上便車，能更快速的到達歐洲。

生命科學的研究其實是需要建立在研究數據的累積，有時候實驗的假設跟後續的結果會有相當的出入，但就是因為如此，從事科學工作才會是有趣而充滿挑戰的工作，也因如此，我們更需敬天畏地，常保謙虛之心。

本文選自《科學月刊》2017 年 6 月號

什麼？！你還不知道《科學月刊》，我們 47 歲囉！

入不惑之年還是可以當個科青

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農夫：是擅長抓老鼠的朋友呢

貓不只在台灣，也在世界上許多地方大受歡迎。人類最早是在什麼地方，與牠們發生關係的呢？

你看我躺在電腦上，也可愛得拿我沒轍吧～圖／By s9234460 @ pixabay, CC0 Public Domain

目前馴化貓最早的證據，來自塞浦路斯距今 9500 年前的墓葬，有隻貓完整地與人被葬在一起¹。為什麼死掉以後還要一直在一起？理由現在已不可考，只能確定那個時候，貓已經與人建立起某種關係了。

貓最初被馴化的地點，應該不是塞浦路斯，而是肥沃月灣，也就是世界最早的農業起源地。科學家推論，貓的馴化與老鼠有關。人類本來以採集狩獵維生，不會儲藏大量食物，也不長期在一地定居；等到一萬多年前農業發明以後，人類開始定居、儲藏糧食，也引來了老鼠；老鼠是貓的狩獵對象，跟著老鼠前來的貓，有了接觸人類的機會，或許，貓就此與最早的農夫成了朋友。

事實上，肥沃月灣中的黎凡特（現在的以色列、約旦、敘利亞一帶），其居民開始定居與儲藏食物，比種田更早數千年。最近研究指出，其實在黎凡特人開始定居，尚未正式成為農夫以前，老鼠就已經出現了²；假如老鼠比本來預期的更早來襲，貓與人結緣的歷史也會更早嗎？這個有趣的題目，目前仍沒有研究。（延伸閱讀 1）

野貓的 5 個亞種。圖／取自 Nature 影片〈Cat domestication: From farms to sofas〉

用古貓 DNA 研究馴化史

當今世上的野貓（Felis silvestris）被分為 5 個亞種，所有馴化的家貓都可以追溯到，原產於北非與中東的非洲野貓（Felis silvestris lybica）一種，其他 4 種歐洲野貓（Felis silvestris silvestris）、亞洲野貓（Felis silvestris ornate）、南非野貓（Felis silvestris cafra）、中國野貓（Felis silvestris bieti），與家貓之間有情慾交流，不過沒有被馴化過的證據。

野貓的 5 個亞種的自然分佈範圍。圖／取自 ref 3

一般的馴化動物，與祖先或野生的親戚相較，型態、習性等許多特徵會產生差異，不過家貓與野貓間的很多特徵，變化都很有限。所幸科學家已經知道，可以根據粒線體 DNA 上，一段 286 個核苷酸長的序列，分辨出 5 種亞種；所有馴化貓皆屬於第五型（IV），旗下又可再細分為 5 種：A、B、C、D、E，以 A 與 C 最多。

一隊科學家，搜集許多古代貓的樣本，取得其中 200 多個樣本的古貓 DNA，試圖研究貓的馴化歷史³。樣本最古早的距今 9000 年，最接近現代的則是 19 世紀；比較各地與不同時期的古貓 DNA 以後，研究團隊發現，A 貓與 C 貓的發展史截然不同。

根據粒線體 DNA 的差異，野貓與馴化貓可以分為 5 群，馴化貓皆屬於 IV，其下又可以再細分成 5 個支系 A、B、C、D、E。圖／取自 ref 3

農業誕生後的新石器時代，在中東一帶，以及幾千年後歐洲的古貓，遺傳上以 A 貓為主，還有少少的 B 貓，表示最初與人成為朋友的貓，應該屬於 A 這個粒線體支系。當今另一主流 C 貓是怎麼來的？一些證據指出，古埃及是一個重要的養貓中心；這回論文發現，距今 2800 年起的埃及古貓都屬於 C 貓，因此 C 貓這個支系，應該與埃及關係密切。

古埃及的貓－女神、假木乃伊、沙發馬鈴薯

埃及人開始養貓的年代，遠遠比 2800 年前更早。目前埃及最早有馴化貓的證據，處於古埃及文明尚未正式開始，也還沒有金字塔的 5700 年前，那時算是前王朝時期⁴。在當時上埃及的城市－希拉孔波利斯（Hierakonpolis，鷹隼城）出土的一處古墓，考古學家發現墓中有與人一起下葬，保有完整骨架的貓，而且 not one，not two，not three……一共有一女一男四小，共 6 隻之多！

古埃及遺址希拉孔波利斯出土，距今 5700 年貓的完整骨架。圖／取自 荷語天主教魯汶大學 新聞稿〈Ancient DNA reveals role of Near East and Egypt in cat domestication〉

隨後數千年，隨著古埃及文明的發達，貓也成為古埃及文化中，常見的藝術、宗教形象。埃及眾神中，有女性貓神芭絲特（Bast／Bastet）；古埃及人也製作過許多貓的木乃伊，還因為供不應求，使得黑心商人生產過為數眾多，裡面根本沒有貓的假貨木乃伊。（延伸閱讀 2）

古埃及是一大養貓中心，古埃及人還會將貓製成木乃伊。圖／取自 Nature 影片〈Cat domestication: From farms to sofas〉

埃及是富裕的農業中心，由眾多描述貓的藝術作品中，可以看見貓的角色，在古埃及經歷過明顯的演變。最早期的作品中，貓在狩獵老鼠；之後的作品裡，貓與人一起打獵；可是更晚期的作品，貓出現在餐桌旁邊。簡直就是，從獵捕老鼠，變成沙發馬鈴薯⁵。

從中東與埃及，前進到世界每一個角落

距今 2800 年的埃及古貓屬於 C 貓，不同於更早之前源自中東的 A 貓。然而 C 貓從何而來，是從中東傳入後在埃及發揚光大，或是在埃及本地獨立馴化而成，由於目前沒辦法得到埃及更早以前的古貓 DNA，因此無法釐清。不過仍能確定，埃及是個重要的育貓中心。

在鼠輩肆虐的船上，貓能發揮其老鼠殺手的價值。圖／取自 Nature 影片〈Cat domestication: From farms to sofas〉

埃及後來屬於羅馬的一員，成為歐亞大陸西部的糧倉，是國際貿易體系中的重要一環，而埃及 C 貓也跟著前進各地。隨後的時光中，C 貓陸續於各處現身，值得一提的是，研究團隊在位於現在德國的波羅的海側，曾經是維京人港口的 Ralswiek，也找到 C 貓的蹤跡，由此推論，擅長航海與貿易的維京人，也曾替傳播 C 貓出了一份力。（延伸閱讀 3）

發源自中東與埃及，可以在船上捕鼠的貓，或許就靠著作為船貓與旅伴的角色，隨著人類最終征服了全世界。

受歡迎的古典虎斑貓

野貓與馴化貓的差異不多，其中之一是貓毛的花紋。野貓的斑紋大部分屬於鯖魚虎斑（mackerel-like tabby），而家貓中，古典虎斑（classic / blotched tabby）的比例很高。貓貓斑紋的型態是由 transmembrane aminopeptidase Q（Taqpep）基因控制，這次研究也偵測了古貓中，此一基因的版本。

貓的 2 種虎斑花紋，左邊是鯖魚虎斑，右邊是古典虎斑。圖／取自 ref 3

儘管貓的馴化史，可能已經長達一萬年之久，研究團隊卻發現古典虎斑要等到 14 世紀，才在鄂圖曼土耳其首度出現，然而才過了幾百年，古典虎斑卻已經是如今全世界家貓的常見特徵。這表示 14 世紀以後的人，有意挑選配備古典虎斑的貓飼育，此般對外形的偏好，在從前幾千年都沒有發生過。

貓的各種虎斑花紋。圖／取自 〈虎斑斑紋圖解〉

貓與人，一段良緣

貓最初與人類結緣的理由，可能是獵捕老鼠。有趣的是，最近有其他論文報告，中國北方距今 5000 年左右，新石器時代的遺址中，也發現了馴化的貓科動物－石虎（Prionailurus bengalensis）⁶。這表示小型貓科動物與農夫發展出共生關係，在歷史上發生過不只一次；然而這段關係似乎沒能延續太久，因為今日歐亞大陸東方的貓，仍是源自中東、埃及的血脈，與東亞的石虎無關。（延伸閱讀 4, 5）

時至今日，人類的生活品質比幾千年前大幅進步，與人共同生活的貓，任務也從最初的獵捕老鼠，成了陪伴人類的沙發馬鈴薯（百萬貓奴點頭同意）。這回的研究，大大增進我們對貓馴化歷程的了解；不過粒線體 DNA 畢竟只能反映部分的遺傳歷史，不如整個細胞核基因組，期待未來科學家能取得完整的古貓基因組，拼湊出更詳細的貓族大歷史。

延伸閱讀：

1. 短篇  人鼠之間－人類開始定居，家鼠也隨之誕生
2. 假木乃伊風雲
3. 在船中長眠的武士：十世紀的維京船葬
4. 貓咪在歷史上被馴化了兩次？
5. 短篇 中東一萬年前馴化貓，中國5000年前馴化石虎

參考文獻：

1. Vigne, J. D., Guilaine, J., Debue, K., Haye, L., & Gérard, P. (2004). Early taming of the cat in Cyprus. Science, 304(5668), 259-259.
2. Weissbrod, L., Marshall, F. B., Valla, F. R., Khalaily, H., Bar-Oz, G., Auffray, J. C., … & Cucchi, T. (2017). Origins of house mice in ecological niches created by settled hunter-gatherers in the Levant 15,000 y ago. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201619137.
3. Ottoni, C., Van Neer, W., De Cupere, B., Daligault, J., Guimaraes, S., Peters, J., … & Becker, C. (2017). The palaeogenetics of cat dispersal in the ancient world. Nature Ecology & Evolution, 1(7), 0139.
4. Van Neer, W., Linseele, V., Friedman, R., & De Cupere, B. (2014). More evidence for cat taming at the Predynastic elite cemetery of Hierakonpolis (Upper Egypt). Journal of Archaeological Science, 45, 103-111.
5. Ancient Egyptians may have given cats the personality to conquer the world
6. Vigne, J. D., Evin, A., Cucchi, T., Dai, L., Yu, C., Hu, S., … & Dobney, K. (2016). Earliest “Domestic” Cats in China Identified as Leopard Cat (Prionailurus bengalensis). PloS one, 11(1), e0147295.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

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譯／陳昱勳，清華大學原子科學院學士班

開花植物為了繁殖，需要仰賴授粉媒介的幫助。然而在吸引這些授粉者的同時，植物也必須面對一個難題：如果授粉者受香氣濃馥的花朵引誘，完成授粉任務後卻在植物上產卵，孵化出擁有無盡食慾的小毛蟲，貪婪地啃噬著可口的葉片······此時植物能夠以什麼方法應對呢？

為了繁殖，需要仰賴授粉媒介的幫助，因此吸引了昆蟲到來，但是又擔心過多的幼蟲啃噬過多葉片，怎麼能這麼矛盾呢？圖／By Stan Shebs, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

夜晚是愛侶、白天成敵人

德國馬克斯．普朗克研究院（Max Planck Institute）生態化學研究所的科學家發現 NaTPS38基因，會在漸狹葉菸草（Nicotiana attenuata）的花與葉子表現，而這個基因可能負責調控某種倍半萜（sesquiterpene）[註 1] 分子的合成—－ (E)-α-香檸檬烯（ (E)-α-bergamotene）的合成。

本篇研究的第一作者周文武博士指出，漸狹葉菸草是一種在夜晚開花的植物，在開花時會在花冠筒（corolla tube）釋放 (E)-α-香檸檬烯，引誘菸草天蛾成為授粉者。這種化合物可以讓天蛾的口器在花中停留更久，使得授粉成功的機率增加；然而在白天時，被天蛾幼蟲攻擊的葉子受到刺激，會經由信息傳遞路徑釋放同一種香檸檬烯，吸引菸草天蛾幼蟲的天敵前來捕食，藉此達到間接防禦的效果。透過這種在特定組織釋放某種化合物的方式，菸草能以最具優勢的模式與菸草天蛾互動。

在夜晚期間，菸草天蛾以其口器從漸狹葉菸草的花吸食花蜜。位於口器尖端的感覺神經元接收到由花分泌的 (E)-α-香檸檬烯 刺激後會產生反應。圖／Bergamotene   ̶   alluring and lethal for Manduca sexta

在白天，一隻巨眼長椿象（Geocoris spp.）正在攻擊剛孵化的菸草天蛾幼蟲。當菸草的葉子遭受幼蟲攻擊時，葉子也會產生 (E)-α-香檸檬烯吸引幼蟲的天敵。圖／Bergamotene   ̶   alluring and lethal for Manduca sexta

該研究由馬克斯．普朗克研究院的四個不同單位的研究者們一同參與：一開始，周文武博士與分子生態學研究所的徐樹青博士想要研究在菸草在被取食後釋放 (E)-α-香檸檬烯的遺傳學基礎。他們發現，當菸草被昆蟲攻擊後，菸草體內的一種萜類合成酶基因 NaTPS38 會被活化。

隨後，生物化學研究所的科學家確認 NaTPS38 確實參與了該種香檸檬烯的生合成。當研究團隊調查菸草植株不同組織的 NaTPS38 表現量時驚訝地發現，該基因亦大量地在花的部分表現。然而，花朵釋放 (E)-α-香檸檬烯在生態學上所扮演的角色在當時尚不清楚。由於觀察到花朵釋放該種香檸檬烯的時間主要在夜間，科學家提出其花朵會藉由該化合物與夜行性授粉者（尤其是菸草天蛾）互動的假說。

由神經行為學研究所進行的更多分析顯示，經過純化後的 (E)-α-香檸檬烯能夠活化位於菸草天蛾口器尖端的神經受體。此外，分子生態研究所的研究者們將菸草與天蛾置放於在帳篷內的隔離研究證實：當花朵釋放大量的 (E)-α-香檸檬烯時，授粉成功的機率會增加。＊＊＊請作者在此下一個小結論。

老狗也能變出新把戲

雖然 NaTPS38 基因與單萜合成酶（monoterpene synthase）基因家族的序列相似，卻參與了 (E)-α-香檸檬烯這種倍半萜的合成。通常，倍半萜這類分子是由倍半萜合成酶（sesquiterpene synthase）家族的基因來調控合成，但NaTPS38 卻似乎是個例外。

藉由分析 NaTPS38 的分子演化，科學家發現該基因可能是起源自單萜合成酶的基因重複（duplication），之後才演化出製造 (E)-α-香檸檬烯這種倍半萜分子的功能。而且，這個獨特的演化事件似乎在菸草所屬的茄科（Solanaceae）的物種出現分歧之前就發生了。

這種藉由在特定組織調控合成 (E)-α-香檸檬烯的單一基因同時調節授粉與防禦機轉的現象，是生態多效性（Ecological pleiotropy）（註 2）的一個實例。徐樹青博士解釋道：「越來越多的證據顯示生態多效性的現象廣泛存在於植物間。我們的研究闡述了不同環境因子間的交互作用，例如食草昆蟲與授粉者，對於植物演化具有重要性。然而，我們對於這些交互作用如何影響植物適應環境能力還所知甚少。」這些科學家正開始發展一套新的研究方案，嘗試以系統性的方式來回答這個問題。

漸狹葉菸草的同一種氣味，夜間吸引天蛾拜訪，白天是召來殺手攻擊天蛾幼蟲的號令。圖片為氣味示意圖。

註 1：倍半萜，是由三個異戊二烯單元所合成的萜類分子。萜類分子廣泛存在於生物（尤其植物）體內，且許多萜類常具有重要的生理活性。

註 2：生態多效性，指一個性狀在生態中具有兩種以上不同的功能。

參考資料

• Max Planck Institute for Chemical Ecology. Bergamotene ̶ alluring and lethal for Manduca sexta. Apr. 20, 2017.

原文研究

• Zhou et al., Current Biology 27, 1-6, Tissue-Specific Emission of (E)-α-Bergamotene Helps Resolve the Dilemma When Pollinators Are Also Herbivores, May 8, 2017

本文已徵求到期刊論文原作者徐樹青博士與Max-Planck新聞宣傳部門同意許可編譯。

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• 【科科愛看書】廣闊無邊的藍色水域之中，究竟藏著什麼秘密？如果你以為到處都是尼莫式的溫馨場景，可就大錯特錯了！《海洋的極端生物》可是一群心機超重的傢伙，天天都要為了生存奮鬥。如果想見識海洋版的甄嬛傳，從這裡下手準沒錯。

我們會知道某些深海物種的存在，是因為我們把牠們拖上水面，並予以命名；但在深海當中，這些物種也彼此相熟。牠們身上並沒有掛著名牌，好比你參加畢業多年後的高中同學會那樣，但牠們當中許多身上都有燈飾。

海底到處黑壓壓？來試試自體發光

想像你是深海裡無垠黑暗當中的一條無助小魚，藍黑色的海水無頂也無底，就像沒有月亮的黑暗天空在你上方與下方伸展。只不過這種永夜並不平靜，永遠有數百隻眼睛注視著你，急切地想抓住一絲亮光。掠食者隱藏在黑暗的四周，不知有多少尖牙利齒等在那裡。從上方透進來的一丁點陽光，隨時都可能洩漏你的行蹤。

不過就像沒有月亮的天空還有星星，海底也有其他光源。你的四周不斷會有閃爍的藍光與綠光，這些微弱又偷偷摸摸的閃光可能是一頓大餐，也可能讓你命喪當場。深海是地球上唯一不以陽光為主要光源的生態系統（只有蕈類生長的洞穴不算），而是靠蛋白有機物發光。

深海生物大多發出藍綠色的光。圖／Ethan Volberg @ Flickr

螢光素酶（luciferase），或稱光蛋白，靠分解高能分子產生光子，而不是代謝能量。有些魚類擁有螢光素酶基因，並把這些能發光的蛋白擺在皮膚上的小穴，稱為發光器（photophore）的特化器官。大多數魚類生成自己的發光物質，但有些只是長出囊袋，裡頭裝了能發光的共生微生物。

生物發光是海中最重要的戰術適應。有些魚類把發光器安排在腹部，其形態與水面上方傳入的微弱光線類似，使得位於下方的魚辨認不出牠們的存在，不論是身為掠食者還是獵物，都可讓牠們隱去形跡。 簡單的浮游生物也會大量應用光噪音：耀眼但不造成干擾的光子使深海充滿無意義的視覺絮叨。這種絮叨可能帶有真正的目的，有實驗顯示，當蝦子吃進某些種類的浮游生物，後者會放射出閃爍的生物光，像是在發警報；掠食魚類會像特警隊一樣迅速被吸引過來，把蝦子一口吃掉，對微小的浮游生物則不屑一顧。

一閃一閃亮晶晶，竟是邪惡的陷阱

近來海洋生物學家海道克（Steve Haddock）和同事描述了在深海魚類當中，生物光扮演多達七種的防禦性角色。 此外，生物光還可以扮演攻擊性的角色：強光可讓獵物吃驚或困惑，或是以吊在巨顎上方的燈光做為誘餌來吸引獵物，又或者使用如同車頭燈的強光來找尋漂浮在水柱當中的小塊食物。

頭頂前方有一條長形肉質誘餌的鮟鱇魚（anglerfish），是將生物光做創新運用最出名的生物。這是一整批外型極為醜陋的動物，牠們缺少背鰭，但把原本要形成魚鰭的脊椎移到眼睛上方的一點。其中第一節脊椎變粗並延長成為一根手指狀，頂端還帶有一個形狀不規則的燈泡，稱為「餌球」（esca），做為可發光的誘餌。 餌球的海綿組織裡住滿一批努力工作的發光微生物，讓餌球在黑暗的水中發出誘人的光芒，幫宿主鮟鱇魚製造假象。

鮟鱇魚。圖／公有領域, wikimedia commns.

這種魚就像一位經驗十足的海釣者，把誘餌的吸引力發揮到十分：左右扭動、上下擺動、迴旋繞圈，就像一隻瘋狂嬉戲的蟲子；牠上頭發光的燈泡，更是讓誘餌的魅力難以抗拒。比鮟鱇魚體型小得多的掠食魚類在接近餌球後，會用盡全力奮力一擊；只不過牠在瞬間就被鮟鱇魚的巨型大嘴吸入並被利齒刺穿，一聲不響就消失得無影無蹤。每種鮟鱇魚都有自己特殊的餌球，有些比魚體還長，全部都會發光。 至於鮟鱇魚如何偵測到有獵物靠近，目前還不清楚，因為牠們的眼睛很小，視覺也不佳；有人推測鮟鱇魚的殺戮反射是由獵物輕觸誘餌所引發。

各種鮟鱇魚與他們特殊的餌球。圖／Masaki Miya et al. – Evolutionary history of anglerfishes (Teleostei: Lophiiformes): a mitogenomic perspective. BMC Evolutionary Biology 2010, 10:58 doi:10.1186/1471-2148-10-58, CC BY 2.0, wikimedia commons.

我們已知的是，鮟鱇魚會攻擊任何體型的魚種：有紀錄顯示，在巴布亞紐幾內亞沿海捕獲過一條十來公分長的鮟鱇魚，口中卻啣了一條三十公分長的鼠尾鱈魚；不過捕獲的時候這兩條魚都已死亡，浮在水面上。

獨一無二的紅光，保命防身都靠它

絕大多數的生物發光都是藍綠色，與深海當中微弱的陽光相符合。但屬於深海巨口魚科（Stomiidae）的黑柔骨魚（loosejaw，學名是 Malacosteus niger）卻發出特殊的色澤 ：在牠們的眼睛下方具有大型的強力發光器，可在水中發出紅光。某些物種的紅光是由特殊的螢光蛋白造成，另一些物種則是在發光器外圍加了一層紅褐色的濾鏡。

在深海當中，紅色是特殊的顏色。海水會吸收紅色，而容易讓藍色穿越，因此海中大多數的生物發光都是落在藍綠色澤的範圍。黑柔骨魚的掠食者與獵物都具有對這種藍綠光敏感的眼睛，那是生活在一公里半深的海底所演化出來的。

但黑柔骨魚是罕見的例外：由於某個特殊的突變，改變了牠們眼睛當中捕捉光線的視紫蛋白裡面第 261 號位置的胺基酸；那是對這種吸收光線的蛋白質非常重要的位置，結果造成黑柔骨魚要比其他的深海魚類能吸收更多的紅色光，於是能看到由牠們自己特殊的探照燈從獵物身上反射回來的紅光。

大多數深海魚類都只發出閃光，也就是快速明滅的短暫光點，以免被掠食者發現而遭到吞食。在黑暗的殺手世界中，強光可照亮食物，同時也會招來殺身之禍。與海水表層的掠食者相比，黑柔骨魚又小又弱，但牠們可以看見紅色，卻不被其他魚看見，因此得以在深海中來回覓食，免遭殺手。

黑柔骨魚。圖／Emma Kissling – Résultats des campagnes scientifiques accomplies sur son yacht par Albert Ier, prince souverain de Monaco Albert I, Prince of Monaco, 1848-1922 url, Public Domain, wikimedia commons.

點亮宇宙的奇妙之光

海底最深處的真實特性，並不是由鬼鬼祟祟如同汽車一般大小的烏賊，或是在黑煙囪四周冒出的數百個二公尺長的管蟲所定義；我們在想像這些生物時，會忘記深海本身的廣大無垠。我們通常想像那裡有清澈的海水，到處有亮光，有巨型生物在空曠的空間裡移動；但海底深淵真正的特性，畢伯（William Beebe）有最真切的掌握。

當他坐在那顆迷你的潛水球裡，下潛至深海的暗夜之中，讓他感到驚奇的不是他看到的那些奇特掠食性魚類，而是光：充滿在潛水球小水晶舷窗外的閃爍光亮，在黑暗中綻放。在他的潛水球四周，亮光以他無法閱讀的語言彼此交談，述說著生與死的故事，以及掠食者的偽裝。我們不能用教科書中的圖片來想像這些動物，而是要想像牠們在其世界生活的樣子。在被黑暗籠罩完全沒有光線的深海，牠們只能用生物光的閃爍以及一絲黑色剪影來認識彼此。

身為第一位造訪深海的人，畢伯覺得自己的責任重大：他看到了世人從未見過的景象，他認為自己有義務描述一二。他曉得自己進入了陸地以外的另一個世界，遠在首度有人在太空漫步的三十年前，畢伯對深海的描述有如預言一般：

唯一能與這奇妙的海底世界相比擬的，想必是遠在大氣層之外，位於星辰之間，太陽光不會照射在星球空氣中的塵埃與垃圾上面的虛無太空了。太空的黑暗，以及其中發亮的行星、彗星、太陽以及星星，在一位心中充滿敬畏之情的人類眼裡，必定與他在大海半英里深處所見到的生命世界非常相似。

本文摘自《海洋的極端生物》，衛城出版。

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在《刺客教條》（Assassin’s Creed）系列電玩中，歷代刺客都擁有特殊的「鷹眼」（Eagle Vision）視覺，可以藉由攀爬遊戲中的制高點來解開地圖、觀察形勢，順便 360° 全方位賞景兼耍帥。

在遊戲中，這種超凡的能力更能讓刺客看見血漬、路徑、乃至於敵人的蹤跡，讓角色不但可以充當偵探，還能始終保持沉默寡言的高冷風範，完全不用開口，看一眼就知道是敵是友。而他們 2017 年最新一代的作品中，更要嘗試將玩家直接變成老鷹，翱翔在天際，目前從官方釋出的宣傳片看起來，真是令人心癢難耐啊！（私心期待）

爬高高才能帥氣地看向遠方～圖／giphy

其實縱觀各種動漫、電玩和小說作品中，都常常有關於這種超強視覺的描述內容，不過，老鷹的視覺究竟是為何得以如此厲害？如果人類真的能擁有鷹一樣的眼睛，是不是人人都可以成為漫威英雄呢？

換上鷹眼，人人都是大眼仔

第一步，先讓我們將老鷹的眼睛裝在人的眼窩中吧！擁有了鷹的眼睛後，人人都可以變大眼美女／帥哥，再也不用擔心貼雙眼皮或畫眼線等等的問題。跟人類的眼睛比起來，鷹的眼睛簡直大得出奇──這指的不是牠們眼睛的真正大小，而是相對於頭部的比例。

若以一隻 4.5 公斤的鷹來說，牠的眼睛大概就跟一個 90 公斤的人差不多大，所以假定在 60 公斤的人身上裝鷹眼……嗯，你臉上的其他器官大概都不太重要了吧（？）

給我更大的眼睛！圖／《人工進化》電影劇照 @IMDb

那麼，這麼大的眼睛到底會帶來什麼樣的好處呢？可以肯定的是，你的視野會變得更加開闊（這就是我們的電視為什麼越買越大的原因），讓你可以同時看到更多的東西。然而，這麼大的眼睛其實也有壞處，因為它們實在是太大了，以至於很難自由轉動，換言之，如果你要看向不同的地方，你就必須不斷擺動自己的頭。（所以當你偷瞄別人時，就更難不被你的伴侶發現惹 XD）

鷹的視野開闊還有另一個原因，那就是牠們的眼睛分別在喙的兩側，而不像人類雙眼向前直視。以庫柏鷹（雞鷹，Accipiter cooperii）來說，牠們的雙眼視覺（binocular vision）約 36°、橫向視野（lateral field）則左右各 132°，意思即是，牠們只有後腦杓 60° 是完全看不到的，其他的部分都可以盡收眼底，相較之下，人眼視場僅能看到 200° 左右，完全就是「視野狹小」啊！（所以我說那個……刺客先生你都不用轉頭就能全方位賞景是怎麼回事？）

鷹的視野比人類廣得多，中間是庫柏鷹的視野。圖／實驗圖片

高密度感光細胞，看什麼都超清晰

除了超廣角的視野外，鷹眼更擁有超高解析度，這是因為牠們視網膜中的感光細胞密度極高。感光細胞分為兩種：視桿細胞（rod cell）和視錐細胞（cone cell）；視桿細胞可以偵測很低的光度，而視錐細胞則可以在光線充足的情況下辨識彩度。

高密度的感光細胞就像是配備了優良設備的照相機一般，讓鷹眼可以捕捉到更多的細節，而牠們眼中的兩個「中央窩」，更幫助牠們看遠看近都清晰！中央窩 （fovea）位於視網膜中心黃斑部的中間，是眼睛中視覺最清晰、感光最敏銳的精華區域。人類僅有一個中央窩，而部分鳥類則有兩個。

雙倍的中央窩有什麼作用呢？當然是視覺上的雙倍滿足囉！鷹的淺中央窩可以讓牠們看清近距離物品上的細節，而深中央窩則像是望遠鏡的凸透鏡，有助於放大影像，並方便判斷出物品與自己間的距離。以上種種特殊構造讓牠們可在 3.2 公里之外就看見野兔的蹤跡，同時計算出自己需要花多少時間抓到獵物。

咦？那刺客可以看那麼遠嗎？

讓我們從《刺客教條：大革命》（Assassin’s Creed Unity）這部作品來瞧瞧：鐘樓怪人的老家「巴黎聖母院」（Notre-Dame de Paris）有一個可供同步的鳥瞰點（View Points），刺客站在上面最遠約可以清楚看見羅浮宮（Musée du Louvre）和巴黎商業交易所（Bourse De Commerce），如下圖所示：

相關位置示意圖。圖片改編自遊戲截圖。

聖母院和兩座建築物間的實際距離皆是 1.25 公里左右，若有鷹眼加持，自然綽綽有餘。事實上，擁有鷹眼的刺客只需站在遊戲地圖中央就可以將所有地點看得一清二楚，根本不用一個個鳥瞰點分別同步。（刺客 os：那我爬得那麼辛苦是為了什麼？）

如果你也擁有這樣的視覺，下次看 NBA 球賽的時候就不用再搶前排票了，反正就算坐在最外圍，你也依舊能看清球員臉上的表情。（還能算出要花多少時間衝上去要簽名）

鷹眼幫你捕捉各種球員表情！圖／giphy

比柯南辦案更犀利，紫外線也難不倒你

鷹的雙眼除了可以看見更清晰的影像外，也能看見比我們更多的色彩。在前文中我們提到了鷹擁有高密度的視錐細胞，事實上，牠們的視錐細胞不僅比較多，甚至還比人類多了一種。人類僅有三種視錐細胞，而鳥類則有四種，牠們的視錐細胞不僅可以分辨不同波長的光，更能夠看見人眼不可見的紫外線。如果要捕捉獵物，鷹便可用紫外線視覺（ultraviolet sensitive，UVS）追蹤獵物的尿液痕跡。這樣看來，遊戲中的刺客用鷹眼辦案其實也挺合理的，如果有了如此強大的視覺，跟偵探們搶飯碗簡直是輕而易舉。

想解開開膛手傑克留下的線索，就用鷹眼吧！圖／《刺客教條：梟雄》遊戲截圖

此外，在牠們的視錐細胞外層更有一層「油滴」（Oil droplet），這些油滴含有大量類胡蘿蔔素（carotenoid），就像是一層特別的濾網一樣，可以攔截、過濾光，並減少不同視錐細胞間的光譜敏感度重疊之處，可以將短波長、中波長區分開來。理論上來說，這種構造可以藉由吸收光譜的重疊部分，讓鳥類得以分辨更多的顏色。

油滴（Oil droplet），可以減少不同視錐細胞間的光譜敏感度重疊之處，讓鳥類得以分辨更多的顏色。圖／By Jimfbleak, Public Domain, wikimedia commons

我們很難理解鷹眼所看見的顏色究竟是什麼樣的，就像我們很難跟盲人描述顏色，鳥類眼中的顏色對我們來說實在無法想像。不過，若是有了那樣的色彩分辨能力，我們衣櫃裡的衣服大概都要重新購置，很多人應該也都會提出加大衣櫃的急切需求。

想有超強視覺？拿味覺嗅覺來換吧！

這麼看起來，鷹眼真的是好處多多啊，雖然我們不會拿這種視力來打獵，不過舉凡看賽、裁判、抓小三，似乎全是好處啊！然而……真的是這樣嗎？

事實上，由於鷹的視覺實在是太敏銳了，導致牠們的其他感官顯得較為遲鈍。

鳥類對於氣味較不在乎，雖然這並不表示牠們沒有嗅覺，但若是面對兩種外型相同、氣味不同的食物時，牠們的選擇幾乎不受氣味影響。試想如果我們分不出巧克力冰淇淋和「黃金」的差別，只因為它們的外型一樣，這難道不可怕嗎？

此外，鳥類的味覺相較人類也差了許多，牠們只有數十個味蕾，而人類舌上則有近一萬個味蕾，兩者間的差異可以而知。（這就表示你分辨出黃金的機率又更低了一點……）

是巧克力冰淇淋……嗎？圖／By memranmir @pixabay

輕薄高解析度隱眼，鷹眼視覺不是夢

如果我們想要真正擁有鷹眼般的視力，除了投胎到二次元空間外，還有沒有別的辦法呢？

其實，這種願望已經不是幻想。早在 2013 年，聖地牙哥加大（UCSD）和洛桑聯邦理工學院（EPFL）的研究小組便已開發出一款新型「超輕薄」的隱形眼鏡，厚度僅有 1.17 mm。

雖然相關隱形眼鏡的研究已經進行了一段時間了，過去的眼鏡卻有太大太厚的缺點，常讓配戴人感覺不適。而比較有效率的隱形眼鏡又需要以手術植入，侵入性太高。

那新的隱形眼鏡有多厲害，廢話不說，先上張圖：

2.8 倍光學變焦超清晰。圖／實驗圖片

這副眼鏡具有 2.8 倍光學變焦能力，而為了達到變焦，眼鏡經過特別設計，光線會先在鏡片內反射四次，方才進入配戴者的眼睛。此外，它更能夠校正色差，以避免失真。這項研究是為了幫助老年性黃斑部病變（age-related macular degeneration，AMD）的患者找回原有視力，但或許也能夠讓一般視力者從此擁有一雙「鷹眼」，就讓我們拭目以待吧！

• 如果等不及隱型眼鏡上市，也可以先用刺客教條的老鷹視覺過過乾癮：

參考資料：

• What If Humans Had Eagle Vision? LiveScience [2012.02.24]
• Telescopic 1.17mm-thin contact lenses provide 2.8x optical zoom techspot [2013.07.02]
• 察顏觀色 鳥類更勝一籌 科學人 No.54期2006年8月號 [2006.08]
• 《鳥的感官：當一隻鳥是什麼感覺？》 貓頭鷹出版
• Colleen T. O’Rourke, Margaret I. Hall, Todd Pitlik, Esteban Fernández-Juricic Hawk Eyes I: Diurnal Raptors Differ in Visual Fields and Degree of Eye Movemen PLOS ONE [2010.09.22] https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012802
• Colleen T. O’Rourke, Todd Pitlik, Melissa Hoover, Esteban Fernández-Juricic Hawk Eyes II: Diurnal Raptors Differ in Head Movement Strategies When Scanning from Perches PLOS ONE [2010.09.22] https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012169
• M. I. Hall, Ross Eye shape and activity pattern in birds Journal of Zoology [2006.09.13] DOI: 10.1111/j.1469-7998.2006.00227.x
• Eric. J. Tremblay, Igor Stamenov, R. Dirk Beer, Ashkan Arianpour, and Joseph E. Ford Switchable telescopic contact lens Opt. Express 21, 15980-15986 (2013) https://doi.org/10.1364/OE.21.015980
• 視桿細胞 維基百科
• 視錐細胞 維基百科
• 中央窩（Fovea centralis） 維基百科
• 油滴（Oil droplet）維基百科

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• 撰文／張毓靜、設計／馬紹妤

編按：本文轉載自友站窩窩《犬貓終老專題》老了之後，也要你好好的！老貓照顧指南！，喜歡的話歡迎以行動支持喔:D

老貓的照護其實不難，最大的障礙往往來自飼主自己。面對家中寶貝人生最後的階段，飼主常常太過害怕、無助，擔心自己是否能給予貓咪最大的幫助、減緩牠們的痛苦。但其實，飼主的情緒會影響貓咪，所以當你越勇敢、越堅強，就能帶給貓咪更多的勇氣。

生老病死，是無論富貴與貧賤、人亦或動物，都必須面對的生命課題。眼看著家中毛小孩，從血氣方剛的無敵小霸王，變得日漸消瘦、行動遲緩，甚至身體越來越差時，相信每一位飼主無不戰戰兢兢、患得患失。但我們都知道，生命有限，就如同席慕蓉的詩《青春之一》裡面寫到：

所有的結局都已寫好 青春是一本太倉促的書

所有的淚水也都已啟程

卻忽然忘了是怎麼樣的一個開始  

在那個古老的不再回來的夏日

無論我如何地追索 年輕的你只如雲影掠過  

而你微笑的面容極淺極淡

逐漸隱沒在日落後的群嵐 遂翻開那發黃的扉頁 

命運將它裝得極為拙劣

含著淚　我一讀再讀 卻不得不承認

貓咪和人類一樣，到了一定的年紀以後，身體各方面的機能都會開始下降。與人類不同的是，一般貓咪平均七歲就開始逐漸老化，十二歲以上就已經算是高齡貓了。然而每隻貓咪身體狀況不同，年齡並不能作為一個通用標準，所以飼主應該從貓咪的外型特徵、身體健康狀況或是行為舉止上的改變來判斷自己家中的貓主子是否已經慢慢地變老了。

貓咪也會耳不聰、目不明、白髮蒼蒼

隨著年齡增加，老貓身體各個部位逐漸退化，老貓的視覺、聽覺都不如以前一樣靈敏，而毛色也因為營養不足及賀爾蒙改變的關係，變得較為黯淡無光，甚至會長出類似人類白髮的淡色毛。除此之外，聽力的退化也是老貓常見的情況之一，家中的貓咪如果開始出現飼主呼喊時沒反應或是叫聲越來越大聲時，就顯示聽力已經有衰退的現象。另外，飼主也要特別注意，貓咪眼睛老化後，容易罹患白內障，貓咪很可能因為看不清楚而容易撞到家裡的障礙物而受傷。

老貓怎麼吃？營養最重要！

每隻貓咪在飼主心中都是獨一無二的存在，有生之年，如果可以，飼主們總是竭盡所能地提供貓咪最營養、最安全無虞的飲食。因此，每隻家貓不是下巴疊影重重，就是肚子掛著一坨肉，整隻貓圓滾滾的。但以上的情形，通常都只發生在年輕貓咪身上。

隨年紀增長，不僅掉牙、罹患口炎的機率較高，營養消化和吸收方面不比從前，慢性腎病更是老貓常見的致死疾病，且目前無治癒的方法，只能靠藥物和居家護理來減緩不適。慢性腎病初期症狀並不明顯，生病的貓咪可能會有猛喝水、頻尿、失去胃口、體重減輕或掉毛等現象。因此，家中有老貓的飼主必須更加留意貓的飲食狀況以及足夠的營養攝取。

X軸為貓咪年齡、Y軸為貓咪所需熱量。圖／喵屋貓咪專科動物醫院提供

老貓飲食迷思：低脂、低熱量、易消化？

市面上、電視廣告中，我們都能輕易發現，目前市售的老貓飼料清一色都是主打：「低脂、低熱量、容易消化！」但是周春婷獸醫師強調，對老貓來說，充足的營養才是最重要的。與一般人想像的不同，貓咪對於熱量的需求呈微笑曲線，除了幼貓時期需要大量的熱量外，10歲以上老貓對熱量的需求也隨著年齡增加，但相反的，吸收能力卻因年紀而遞減。尤其是12歲以上的老貓，脂肪和蛋白質的吸收能力更降低了原本的百分之40以上。所以這時，牠們的飲食就需要更高比例的蛋白質，來避免肌肉組織的流失。

蛋白質－老貓飲食樞紐

由於吸收能力下降，老貓就算跟以前吃的一樣多，體態卻依然逐漸消瘦。在搞懂老貓對於營養的高需求後，飼主在飲食的選擇上應提供以蛋白質為主的新鮮肉類，盡量避免以穀物為主的乾飼料。由於自製鮮食有很多為微量元素是否足夠等不確定的因素，周春婷醫師建議飼主，如果貓咪願意接受生食，不仿可以試試仿獵物營養型態的餵食方式，買一隻小型獵物給貓咪食用（例如：鵪鶉），不但沒有微量元素問題，也能讓貓咪在飲食上更貼近天性原則。

打造人與老貓共存的居家生活吧！

圖／裏心室內設計

相信只要是家中有老貓的飼主，對「退化性關節炎」這個詞定不陌生，因為有超過70%的老貓（14歲以上），都有關節炎的問題。號稱忍痛高手的貓咪，在罹患關節炎時，不太會像狗一樣有明顯的跛行，貓咪只會盡量降低活動量和跳躍、攀爬等動作，避免關節更加疼痛。因此飼主會發現家中的貓咪開始變得懶洋洋、只待在低處、，甚至不願意進到貓沙盆上廁所。

然而，貓咪是一種對於環境非常敏感且依賴的動物，所以飼主在設計居家空間時，必須盡量滿足貓咪的天性及本能需求，像是可以居高臨下的貓跳台、可以躲避隱藏的秘密空間、可以四處巡邏的通道設計等等。但隨著貓咪年齡越來越老，飛簷走壁似乎成為遙不可及的夢想。所以，想營造出與老貓都能共處的舒適空間，飼主該注意哪些細節呢？

貼心從細節開始－《小樓梯》拜託～我要上去眺望台！

即使老貓因為身體退化而不能輕鬆的跳上跳下，在牠的內心能保有在高處俯視領土的慾望。所以就算已經不是和跳躍，貼心的飼主可以在老貓平常喜歡發呆、休息的地方旁放置小樓梯，讓牠能慢慢地走上去，減少關節及四肢的負擔，同時也能滿足老貓對於高處的安全感與優越感。

《貓砂盆》唉？怎麼突然變高了？

對於很多老貓及罹患關節炎的貓咪來說，正常貓砂盆的高度太高，後腳無力或是疼痛的貓咪無法跨坐到貓砂盆裡上廁所，常常會直接在貓砂盆外解決，讓很多飼主誤以為貓咪膀胱有問題。飼主可以在將貓沙盆的側面挖一個缺口或在旁邊放置小檯子，讓貓咪能順利進去盆內，就能解決老貓總是在砂盆外如廁的問題。

《多貓家庭》小屁孩，走開！

圖／比比酥貓中途

對於很多愛貓成痴的飼主來說，擁有兩三隻貓咪絕不嫌多，但如果家中的貓咪年齡間差距很大，有些細節是飼主必須特別留意的。首先，由於老貓活動力並沒有幼貓好，因此飼主在餵食時，應盡量將幼貓及老貓分開，以免老貓搶不到食物，造成心理的壓力。另外，多貓家庭必須設計多個隔離區，讓不同貓咪擁有自己的地盤，讓老貓能獲得充分休息，減少被幼貓打擾的機會。

生命的意義，來自與他人的關係

人的一生有不同的階段，每個階段都有不同的角色。長大了，走入婚姻、衝刺事業、養兒育女，正當我們承擔著不一樣的責任時，往往忽略了陪在身旁的寵物。貓咪老化的速度是人的4至6倍，所以當我們正忙著課業、努力為夢想打拼時，牠們正開始慢慢變老。隨著貓咪年紀越來越大，所受到的關注也越來越少。

圖／喵屋貓咪專科動物醫院

周醫師特別提到，在她們診所的臨床經驗中發現，14歲，通常是醫療介入的時間點，又稱作貓咪的死亡交叉點。但醫療的介入常常晚了不只一步，當飼主發現時，牠已經倒下去了。

當貓咪老了，我們才發現原來忽略才是最大的病因；

當貓咪生病了，我們才開始學習正確的照顧。

人生就是不斷的放下，但最遺憾的，是我們都來不及好好告別。

老貓的照護其實不難，最大的障礙往往來自飼主自己。面對家中寶貝人生最後的階段，飼主常常太過害怕、無助，擔心自己是否能給予貓咪最大的幫助、減緩牠們的痛苦。但其實，飼主的情緒會影響貓咪，所以當你越勇敢、越堅強，就能帶給貓咪更多的勇氣。我們不是上帝，無法決定每個生命的去留，不過我們可以把握，與貓咪相處的每一刻。因為，生命的迷人之處，不在於長短，而在於活的精彩美麗。

本文轉載自 窩抱報vol.9 《一起，學會道別。》，原文為 《犬貓終老專題》老了之後，也要你好好的！老貓照顧指南！

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作者 /徐芷葳
畢業於台大獸醫系，現任臨床獸醫師，服務於新北市板橋區文仁動物醫院
認為飼主是動物醫療工作者的重要隊友，希望用正確知識武裝隊友，讓我們的工作輕鬆一點

夏日炎炎，正值一年中最悶熱的三伏天，你出門走上一小段路就汗流浹背，回頭看你家的狗狗，還是一身乾爽的皮毛，一臉憨傻的笑容，這可不是說狗狗比你不怕熱，正好相反，牠們的散熱能力比人差太多了，人全身上下都有汗腺可以排汗散熱，狗只能靠舌頭喘氣散熱，狗狗絕對比你更容易中暑。

狗只能靠舌頭喘氣散熱。圖／pxhere, CC0 public domain

散熱只能靠舌頭，狗狗其實超怕熱！

除了那種把狗丟在大太陽下的車子裡就走開，應該被罰終生不能飼養動物的糟糕主人，大部分的飼主聽到狗狗診斷為熱衰竭，都會露出不可置信的表情：

「可是真的沒有很熱啊！怎麼會中暑？」

「我們是下午四點出門的、而且也都待在樹蔭下耶！」

事實上除了環境溫度外，還有很多因素會間接導致狗狗中暑，像是環境濕度太高（狗狗的舌頭蒸發散熱效率變差）、劇烈運動、沒有供應飲用水、狗狗本身肥胖或者有心臟／氣管問題，都會讓狗狗在飼主並不覺得特別熱的環境下發生熱衰竭。

另外，短吻的犬種（像是法鬥、英鬥、巴哥、拳師狗，只要你從側面看可以看到牠的臉盤中央凹進去的狗，都有某種程度的短吻犬症候群），牠們的呼吸系統較弱，比一般狗狗更容易中暑，很多航空公司甚至會規定禁止運送短吻的犬貓。

臉盤中央凹進去的狗，都有某種程度的短吻犬症候群，牠們的呼吸系統較弱，比一般狗狗更容易中暑。圖／vlaaitje @ pixabay, CC0 public domain

中暑症狀百百種，適當降溫很重要

另一個讓飼主聽到狗狗中暑便一臉黑人問號的原因是：狗狗中暑的症狀五花八門。嚴重喘氣是基本款，上至癲癇倒地下至深色尿拉黑便，什麼都有可能什麼都不奇怪。熱衰竭之後，狗狗的體溫有可能過高、有可能過低、也有可能正常；繼發的腎衰竭有可能是寡尿性、有可能是多尿性；狗狗可能因為過度換氣造成鹼血症，也有可能得到休克後酸血症，臨床症狀常常沒有特異性，需要詳盡的血液生化檢驗才能診斷。

這是因為當狗狗的核心體溫（基本上就是肛溫啦）到達 42.8℃ 時，就會發生蛋白質變性、酵素活性改變，溫度持續在 40.6℃ 就會造成全身性損傷，熱衰竭對狗狗的所有器官都有傷害，哪一個器官的傷害大就出現相應的臨床症狀，沒有要跟你按牌理出牌的。

狗狗的正常體溫比人類高，我們的手絕對不是合適的測量工具，因此在家中較難測量。

如果你真的可以很確定你的狗狗中暑了，在就診之前你應該做的是幫牠降溫，可以用電扇促進對流散熱，用冷水或溫水把狗狗的身體潑濕或浸溼腳掌，千萬不能用冰水，因為冰水會使周邊血管收縮，反而會讓核心體溫下降變慢。但可以用冰袋間接冰敷在較大血管處，像是鼠蹊部（大腿內側接身體的地方）、腋下或頸部。

降溫最好能間歇式地進行，當核心體溫降到 40℃ 就應該停止積極降溫，但一般人在家中不一定能測量到核心體溫（狗狗的正常體溫比你高，你的手絕對不是合適的測量工具，就算你願意很感人地「親手」量肛溫，我也完全不推薦），應該一邊降溫一邊觀察狗狗的反應，盡快送往最近動物醫院給氧氣和輸液治療。

狗狗熱衰竭之後繼發的肝腎問題有致命的危險、需要住院打點滴。

狗狗熱衰竭之後繼發的肝腎問題有致命的危險，需要住院打點滴、甚至可能留下後遺症，絕對不是阿嬤在家一碗清水一片刮痧板可以解決的問題，通常需要長時間的治療。

熱衰竭可能造成肝臟受損、影響蛋白質製造功能，這其中包含了重要的血漿蛋白和多種凝血因子，嚴重的甚至需要輸血漿。此外，熱衰竭跟中暑也會導致橫紋肌溶解症，肌細胞破壞後肌球蛋白釋出，這東西對腎臟是有毒性的，沒有積極治療可能會在一段時間後引起嚴重的腎臟衰竭。

有很多問題會在狗狗成功降溫、呼吸平穩，度過第一階段的危險後出現，中暑雖只有一小段時間，後續的治療卻不是一天兩天的事。我們醫院在端午節之前就收治了兩個中暑的住院病患，想不想猜猜看我今年一共可以收到幾隻呢？我個人當然是希望寫完這篇文章之後可以再也不要收到熱衰竭住院的狗狗啦！

參考文獻

• Deborah C. Silverstein, Kate Hopper. Small Animal Critical Care Medicine. Volume I. St. Louis, Missouri: Elsevier Inc . 2009. Ch. 5.
• Stephen J. Ettinger, Edward C. Feldman. Textbook of Veterinary Internal Medicine. 6ed. St. Louis, Missouri: Elsevier Inc. 2005. Ch. 118.

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文／李紀潔、羅鴻｜陽明大學基因體科學研究所畢業生

三億六千萬年前陸生動物離開了水中生活，促使陸生動物出現的其中最重要的原因便是能夠產下帶有特殊膜狀物和蛋殼的後代。而鳥蛋便背負著替未出生的鳥寶寶提供保護和養分的重責大任。雖然鳥蛋的功能都相去不遠，但是為什麼不同種類的鳥蛋的形狀卻又如此迥異呢？

舉例來說，蜂鳥蛋的形狀就像是乖乖餅乾，鷸鳥 （Sandpiper）的蛋則是像雨滴一樣尖尖的。為什麼蛋的形狀會不同呢？不同的形狀有什麼不一樣的功能嗎？它們又是怎麼演化而成的呢？

鳥蛋。圖／By PublicDomainPictures @ Pixabay

五花八門的蛋形理論

過去科學家們提出了有許多的理論試圖來解釋為什麼蛋的形狀這麼多變。第一個是在崕邊築巢的鳥的蛋比較尖，因為這樣當鳥蛋掉出去的時候，它會以較尖的那端為中心滾動，減少直接滾下山崕的機會。其次，也有科學家提出飲食中攝取較少鈣質的鳥類會生出比較圓的鳥蛋，因為生產圓形的鳥蛋只需要使用較少的鈣質。

另外，也有一種假說是鳥蛋的形狀可以幫助它們更容易集中在鳥巢裡面，這樣鳥孵蛋時較能夠平均的孵到每顆鳥蛋。最後，像是鴨子的雛鳥都比較早熟（precocial），因此具有鈍端（不對稱）的鳥蛋能夠幫助雛鳥有較多的氣孔換取空氣以利其神經快速發育。

但是這些假說皆因為樣本數不足或分析方法不佳等原因沒有被百分之百的證實過。為了解開這個世紀之謎，普林斯頓大學、哈佛大學和其他機構的團隊決定合作來解出這個謎團。在六月的<科學（Science）>期刊上，他們發表了驚人的研究成果。

分析蛋形。

大數據分析蛋形分布

他們與柏克萊脊椎動物學博物館（Berkeley museum of vetebrate zoology）合作，取得了一共 49,175 顆蛋的樣本，這些蛋分別收集自世界各地 1,400 品種的鳥巢、洞穴以及鳥群聚集地。透過電腦分析蛋的照片，科學家們紀錄每顆蛋的長度 （length）、不對稱（asymmetry）和橢圓（ellipicity）的程度用於後續的數據分析。

然後以二維為橢圓和不對稱的方式呈現蛋的分佈情形，其中崖海鴉（Common Murre）有最不對稱及橢圓的蛋，而蘇拉塚雉（Macrocephalon Maleo）的蛋則是對稱卻最橢圓，最後褐鷹鴞（Brown Hawk-owl）則擁有最對稱最圓的蛋。然而有趣的是鳥蛋中幾乎沒有如同熱氣球形狀的蛋型，暨不橢圓又極不對稱。而最常見的鳥蛋形狀和我們日常看到的雞蛋相比又顯得較不對稱。

鳥蛋中幾乎沒有如同熱氣球形狀的蛋型。

鳥蛋形分布。圖／Stoddard et al.,（2017）. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356, 1249–1254.

接著，研究人員同時將鳥類的分類圖重疊在在此二維分類圖上，發現每個目的鳥蛋形分布相當廣泛並且高度的互相重疊，所以無法直接推斷鳥蛋的形狀跟鳥的分類有無直接關係。

鳥類的分類圖。圖／Stoddard et al.,（2017）. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356, 1249–1254.

除此之外，研究團隊也比較了新生代（Cenozoic）鳥、爬蟲類、獸腳亞目的恐龍（theropod dinosaur）及單孔目哺乳類的蛋，發現其實已有很多呈現橢圓或不對稱的蛋出現。但它們的二維分佈又跟現代鳥類有所不同。

還有什麼因素可以造成鳥蛋形狀的不同呢？

科學家們進一步歸納可能造成鳥蛋形狀差異的影響因子，像是鳥的體型、飲食、一窩蛋的數目、鳥巢的類型、鳥巢所在地以及生活環境。科學家們將每窩蛋的數目與對稱-橢圓-長度投影到三維的空間中，發現不同數目的蛋在三維空間中分布的情形很相似，因此推論每窩蛋的數目與對稱、橢圓和長度之間的關係並無明顯相關性。並且在其他的數據分析中也只發現蛋的大小與上述影響因子有關，但卻與蛋型無直接關係。

蛋形在三維空間分佈。

飛行能力才是決定蛋形的關鍵

那麼究竟為甚麼鳥蛋會有各種不同的形狀呢？科學家們想到蛋的形狀或許會受到輸卵管的大小影響，便猜測當鳥的身體為了飛行會越呈流線型，同時牠們體腔也會越小、器官之間也會越緊。鳥蛋為了在狹小的輸卵管成長到同樣的體積，蛋的形狀便會更加接近橢圓形。

為了證實他們的理論，研究團隊分析了鳥蛋的形狀和鳥類飛行能力之間的關聯性，並且發現了當鳥類具有較高飛行能力的鳥翼指數（hand-wing index），牠們的鳥蛋就有越明顯呈現橢圓形並且不對稱的傾向。

蛋形，蛋體積與飛行能力。圖／Stoddard et al.,（2017）. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356, 1249–1254.

除了輸卵管本身的大小能影響蛋的形成外，鳥蛋本身也要能調節蛋內流體及大氣壓的壓力。實際上蛋的形狀取決於蛋膜而非平時所看到的蛋殼，而蛋膜的厚度會隨著蛋形改變，當蛋型較橢圓或較不對稱時，蛋膜的厚度要增加以達到內外壓力的平衡。利用這項原理，科學家們也推導出了一種計算方法能演算出所有的蛋形。

鳥蛋形狀的生物物理模型。圖／Stoddard et al., （2017）. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356, 1249–1254.

此假說是否也能套用在鳥類中的例外？

少數不會飛行的鳥類，像是鴕鳥、奇異鳥以及企鵝會不會遵守這個規則呢？會，雖然駝鳥和奇異鳥的蛋橢圓程度差異大，但是都是偏對稱的。這似乎更進一步暗示不對稱程度才是最重要的蛋形決定因子。另外，值得討論的是企鵝蛋則是呈現不對稱的形狀，最可能的原因是企鵝為了在海中快速的游泳而需要流線型的身體，與高鳥翼指數的鳥有異曲同工之妙。

少數不會飛行的鳥類蛋形分佈。

沒有參與此研究的科學家 Claire Spottiswoode 稱讚這項發現提供了解釋蛋型的重要線索。並提到雖然目前的資料和結論都是呈現相關性，而非直接證明飛行能力影響蛋型，但是已經讓蛋型研究有更加明確的方向。

“做出這個研究成果後，我們需要回答的問題比以前更多了！” Mary Caswell Stoddard 為自己的研究評論道。Stoddard 希望在未來能提供更多其他問題的答案，像是恐龍演化到鳥類時蛋形的改變、飛行能力的演化如何改變生理構造及基因來影響蛋型、或到底產下較圓或較不對稱的蛋有什麼優劣勢之差。

看完這項貼近日常又有趣的研究，我們也可以一起觀察生活周遭的事物，發現演化的秘密。如果能解釋到底是雞生蛋還是蛋生雞，那麼下一個偉大的演化學家就是你啦！

參考資料

• Cracking the mystery of egg shape.

• M. C. Stoddard, E. H. Yong, D. Akkaynak, C. Sheard, J. A. Tobias, L. Mahadevan.（2017）. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356, 1249–1254.

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「演化生物學」的啟示

資源稀少、遭遇外來競爭時，我們應該堅持保護自己的資源與利益，還是以更開放的態度與鄰人合作？中研院生物多樣性研究中心的沈聖峰副研究員發現，受到「逆境」促進「合作行為」的物種，反而展現出更強的族群繁殖表現，更勝順遂環境下的激烈競爭策略。

冠羽畫眉（Yuhina brunneiceps）是台灣特有鳥類，體長 12~13 公分，體態短小敏捷，頭頂則有鑲黑邊的栗褐色羽冠。圖／林英典攝影，沈聖峰提供

也被稱作尖頭仔（閩南語）的冠羽畫眉，是台灣中、高海拔山區相當優勢的鳥種，總是成群出現在森林，尋覓昆蟲、嫩芽、種子、花蜜等食物，也會和其他畫眉及山雀科鳥類混群覓食。在山櫻花盛開的春天山區，掛在枝枒上吸食花蜜的冠羽畫眉，總是攝影愛好者們爭相卡位拍攝的畫面。

同樣分佈在中海拔的台灣山林，尼泊爾埋葬蟲（Nicrophorus nepalensis，又名橙班埋葬蟲）的覓食畫面就沒那麼受到攝影師們歡迎。體長不到 2 公分的尼泊爾埋葬蟲在黑色翅鞘上有四枚橙斑，外表嬌小低調。牠們不以體色或鳴聲求偶，而是以食物—「動物屍體」—主導權決定配偶。

尼泊爾埋葬蟲體長不足 2 公分，但是牠們的多元合作策略，透過沈聖峰的研究，成為台灣在地的生物學知識寶藏。圖／張語辰

尼泊爾埋葬蟲會受到野外動物屍體吸引、聚集並與同性競爭打鬥，直到留下最強悍的一對異性。這對優勝者配偶確認彼此後，會將戰利品拖行至安全恰當的位置，合力把屍體下方土壤挖鬆，再以土壤覆蓋屍體，形成中空墓穴。接著剝去屍體的毛皮與內臟，將腹部分泌的防腐液抹上屍體以免真菌侵蝕屍體。

此時屍體已經成為無法辨別原貌的防腐肉球了。這對掘墓者伴侶再行交配，將受精卵產在肉球旁土壤。幼蟲孵化後進入肉球，食用肉球作為養份。尼泊爾埋葬蟲雙親會清潔、餵食幼蟲直到牠們進入土中化蛹。

優勢的埋葬蟲配偶，將屍體埋入地下、進行防腐處理，並在肉球上育幼。資料來源／Scientific American 。圖／張語辰

距離台灣 9000 公里的肯亞，貌似麻雀染白頭頂、披上褐色羽毛的灰頭織巢鳥（Pseudonigrita arnaudi, 又稱 grey-capped social weaver）由雄性在樹上以草桿編織球狀鳥巢，雌性挑選喜愛的巢穴和配偶。鳥巢通常建築在生長棘刺的樹枝上，並製造出朝向下方的開口，用以防範掠食動物。

冠羽畫眉、尼泊爾埋葬蟲、灰頭織巢鳥，其中兩者可在台灣發現、兩者是鳥類，但是三者有什麼共有的特點呢？

Wilson 認為，螞蟻與人類分別是無脊椎、脊椎動物之中數量最多，這兩個物種取得優勢的原因是個體能夠合作，進而提高族群整體效益，成為最強勢的物種。圖／By Mikhail Vasilyev

沈聖峰自大學起研究冠羽畫眉，他發現：「習性、棲地、體態相近的鳥類不少，例如黃山雀，但是冠羽畫眉在數量上總是比較佔優勢。」圖／By Robert tdc @ wikimedia commons

沈聖峰與團隊在肯亞 Mpala 保護區，實際觀測灰頭織巢鳥的合作繁殖行為。圖／沈聖峰提供

在開放空間討論實驗成果和論文寫作，是最能代表沈聖峰團隊的工作景象。圖中投影為埋葬蟲行動的熱像儀錄影。圖／張語辰

本著作由研之有物製作，以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

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學生（游富祥、賴韋婷、呂智捷）到特生中心先量測動物標本大小，確認目標動物的身長、眼高等。圖／By 蔣雅郁

「就是看了很生氣啊！這種事情不是應該趕快解決嗎？怎麼會只能呼籲降低車速呢？」

看到台灣原生貓科動物石虎屢屢遭路殺（road kill）的消息而憤怒難受，蔣雅郁不是第一個，但她可能是第一個擁有應用力學加生化工程背景的博士，在台中的中興大學機械工程學系任教，而且更重要的是，她是位忠實的貓奴。

避免路殺只能放慢車速？創造友善的公路系統吧！

2016 年 8 月，蔣雅郁剛卸下倫敦大學生物化學工程學系博士後研究員的身份，從英國回到台灣。雖然她在歐洲的研究機構工作多年，但一直很關注台灣的議題。去年 11 月 3 日，一篇公視新聞網的報導《瀕絕石虎命喪國道 今年全台累積已七起》讓她發了火。「今年已經發生七起了？！我還是不懂到頭來，唯一能做到的方式叫做：大家放慢車速？積極作為呢？」而朋友在臉書下回的一句「哪會有積極作為」，讓她下了決心。

「老實說，這在工程上不難啊！」蔣雅郁認為，應用工程科技，用主動的方式讓用路人減速、或是用光波、聲波來減緩動物從淺山移動至馬路危險區域，增加雙方反應的時間差，或是讓動物根本不要上到路面，這些都不需要什麼高科技，身為資深貓奴，使命感讓她試圖扭轉石虎慘死輪下的命運。「我這個人很簡單，有貓我就推！」她說。

蔣雅郁養過四隻貓，也養過狗，都是領養來的。一開始爸媽也不太同意，但後來因為出國唸書，貓交給爸媽照顧，就像網路上流傳的有趣故事一樣，養著養著爸媽也成了愛貓一族。因為石虎瀕臨絕種，讓蔣雅郁更深入了解了路殺議題，才發現包括白鼻心、金門水獺、蛇類…..等太多動物都死於不友善的公路系統。「那就讓公路系統變友善吧！」，她想。

學生（游富祥、賴韋婷、呂智捷）到特生中心先量測動物標本大小，確認目標動物的身長、眼高等。圖／By 蔣雅郁

先從哺乳類開始設計的原因，倒不是真的只是因為愛貓愛石虎，而是因為哺乳類體型比較大、可以偵測到的訊號比較多，像是紅外線、熱感應跟聲感應都比較可行。就在看到公視新聞的當天，蔣雅郁打電話到農委會特生中心，但一開始沒連絡上致力於推動石虎保育的林育秀研究員，兩個禮拜後，心急的蔣雅郁正想再打過去，就先接到林育秀打來的電話。「如果當初雙方都發懶，放著不聯繫，這段合作可能就不會開始」，幸好兩個人都有著不放棄的性格，合作就此展開。特生中心與她打算從中小型的食肉目動物開始，設計出能夠救牠們一命的友善公路系統，未來也可以應用在兩棲類跟爬蟲類上。

要創造友善動物的公路系統，當然不能跳過公路主管單位。於是她們也拜訪交通部公路總局，沒想到一拍即合，公路總局也答應加入合作，計畫似乎水到渠成。

學生（游富祥、賴韋婷、呂智捷）到特生中心先量測動物標本大小，確認目標動物的身長、眼高等。圖／By 蔣雅郁

拯救石虎的重重關卡：設計要跨域、設備要在地

話說好萊塢電影塑造英雄的手法，通常是讓英雄出場先去救一隻貓，完成一件簡單又能展露英雄氣息的任務，只是現實生活中，拯救石虎的任務沒那麼簡單。蔣雅郁表示，設計感測器，要結合多種功能，彼此要能互相搭配。她們計畫是讓在遠方行駛的車輛在經過路殺熱點之前，感測器能先感測車速，發出警示，若偵測到路旁有動物，設置在路旁的設備就先打出光波跟聲波，讓動物先靜止，製造出時間差，不要上路被車撞。不過這也沒那麼簡單，例如紅外光雖然可以偵測動靜，但紅外光對某些動物可能有不良影響，於是也不能拿來就用。至於聲波，也得考慮如果動物聽久了，會不會習慣，於是就沒用了？

另外，這設備發出的光跟聲音會不會破壞周邊棲地，對植物跟微生物、以及小型爬蟲類帶來負面影響？這些關於生態學與動物休眠的知識，蔣雅郁不熟，所以更需要跨領域的專家加入合作。除了前面提到的特生中心石虎保育團隊以外，野生動物急救站還有路殺社的研究員也都加入了這個計畫，團隊中就只有蔣雅郁一個人是工程出身。公路總局則是道路專長，並協助評估感應元件架設上的問題。

量測路殺熱點路面寬度。圖／By 蔣雅郁

就算設備元件沒問題，更難的是「操作」。雖然是淺山地區，但石虎跟淺山動物出沒處旁邊其實是有住家的，如果要打聲波或光波，可能會干擾居民，而若要把設備建立在私有地上，要取得土地也是難關。問題一波波湧上，就一個個解決吧！團隊拜訪熱點區域的鄉長跟里長，並請公路總局協調，目前已選定兩條示範道路作為試辦路段，一個在集集，一個在苗栗。

然而，試辦也不是說蓋好兩個月之後，沒有路殺就是好棒棒。公路總局希望前一兩年是測試期，但如果設備放上路面，沒辦法放了再一直調校，得先自己找塊地來模擬。「我沒有自己的地可以做前測，替代方式是先用 Arduino 做一個可移動的版本」蔣雅郁說，她以及學生已經開始實驗，以取得可靠參數，實驗將進行兩年。

公路總局做的警告標示，非常小很容易忽略。圖／By 蔣雅郁

當然，蔣雅郁也調查過國外有沒有類似的解決方案？不過她目前看到的都是被動的，不像團隊這個方案是主動的。另外這些國外方案都聚焦於提醒人類，而不是動物。當然，她認為即使如此，國外的對人警示標示還是比台灣的明顯，是可以改進的方向，例如當車輛進入熱點，就主動提示駕駛放慢速度。國外也有使用閃光來直接警告動物，但主要是設置反光板，將車燈的光折射到山裡，這做法奏效的前提是道路得是直線的，如果是連串彎路的話就沒用，而台灣的山路卻是彎來彎去。

南投縣政府和特生中心討論後，設計製作於集集和中寮石虎分布熱區的警告標示，大多了，也很明顯。圖／By 蔣雅郁

今年一月份，蔣雅郁就跟特生中心的夥伴一起去集集跟苗栗的熱點觀察，看有沒有涵洞等生物通道，以及通道是否清空，並請公路總局注意。另外也架設攝影機，看通道是不是真的有動物使用，畢竟目標是減少路殺，各種方案都要試。「目前跟公路總局合作，給計畫團隊的自由度蠻高的，也都同意該趕快來做，因為預防路殺除了保住動物生命，也能減少駕駛為閃避動物而造成車禍」，蔣雅郁說。

觀察路殺熱點地區的週邊涵洞條件，之後會設計成生物通道。圖／By 蔣雅郁

物理技術就算解決了，心理感受這關還得過。台灣的淺山區域其實民宅很多，「只是往山上走一點」蔣雅郁形容，她也聽說某個鎮的鄰里長比較支持石虎保育，其他的則不那麼挺。石虎與許多農友之間，充滿愛恨情仇，她也聽過「這種會吃雞的大貓被撞死也好」的說法。所以特生中心的夥伴計畫要加強環境教育，跟農友合作，創造多贏局面。舉例來說，現在越來越紅的「石虎米」就是苗栗通宵楓樹里的農友以友善環境、不噴農藥的方式種植，讓石虎可以安心捕捉會在農田出沒的鳥類、老鼠、野兔。而當石虎可以成為農作物的品牌，也能吸引更多人關心。另外，更有南投中寮地區的農民也自主組成友善農作組織「石虎家族」，至今有超過 31 戶農場加入，希望能讓石虎以及棲地生態成為中寮的驕傲。

圖／By 蔣雅郁

為了加快實驗速度，蔣雅郁常自掏腰包買設備，也主動上 PTT 徵才，希望可以找到更多的人來幫忙。「我相信擁有關鍵技術的人不一定在我們同溫層」蔣雅郁認為，關鍵是要讓大家投入，當更多人有參與感，就會發現這件事有多重要，就像她自己一開始只是覺得石虎的消息太悲傷，但後來才知道苗栗道路闢建的問題、棲地破碎對生態的影響，才更加投入。她希望新加入的成員有 maker 與科學家精神，能從車流、車速、車輛預警系統、感測器等方方面面的實作與數據中找到解方。

計畫大概的示意圖，但是只是蔣老師這部分的計畫 。特生中心包含更多東西。圖／By 蔣雅郁

先前提到，團隊中生態背景的專家現在不少，所以她希望找到至少有一點工程背景的人加入。有些機械工程背景的學生雖然心有餘，但不太理解自己能做什麼事情，特別是該怎樣跟生態的人配合；但蔣雅郁相信，很多生態保育的議題，解決之道就在於跟不同領域的人互相結合。她自己的求學與工作經歷也是一直跨領域：大學念機械、碩士念應用力學，博士去德國念分析科學跟生物化學，在英國則研究化工。當初回台灣面試教職時，也曾被問跨那麼多領域，跟機械有什麼相關？但這反而成為她的優勢。

她應用流體力學，操控流體裡頭的細胞、病毒、抗體來做研究，設計適合生物學家與醫生用的晶片、像是神經細胞連結的平台，讓科學家能觀察單顆幹細胞怎麼分化，提供其她領域專家用更好的工具去回答更困難的問題。也因此她的實驗常常需要跟化學家、生物學家、醫生等合作，跨領域是常態。

特生中心實驗籠舍。圖／By 蔣雅郁

蔣雅郁透露，為了加快速度，其實還沒拿到計畫經費，自己就開始做了。接下來她希望能把系統價格降低，學習「空氣盒子」計畫，全部開源（open source），讓住在附近的居民都可以一起參與。目前晶片整合還在設計，但推動至今，蔣雅郁深知這是一個社會改造層級的計畫，不能只靠公部門從上而下，或是小小團隊一頭熱，這樣反而會讓大部分的人民不知道自己可以做些什麼。「如果有機會可以讓大家一起來投入，那就更好了」，她說：「我其實覺得我自己不是這個問題的專業，但我不懂為什麼比我厲害的人沒有跳出來做，所以我就跳出來了」，「現在很多要跟著大家一起學，我也還在學」。

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圖／Pixabay

當我們形容一件事情發生得很快，常常會說「一瞬間」，意思是眼睛一開一闔的時間。人類眨眼的時間平均是 1/3  秒，但最快可以達到 1/4 秒，這似乎是相當快的時間，而這個時間內，我們的身體到底做了些什麼事情呢？

當外界的光線進入我們的眼睛之後，首先會撞擊到我們視網膜上的細胞。這些細胞上有特殊的感光分子，會藉由一連串化學反應、產生微小的電流訊號；接著訊號透過神經傳達到腦部，刺激腦部的神經與細胞。當腦部的判斷結果，認為這是需要反應的事情時，就會將指令傳達到身體的其他組織。

來自腦部的訊號，藉由神經內的電流和神經之間的化學分子傳遞；神經之間的傳遞速度會慢於神經內的速度，最終傳遞到肌肉之中時，肌纖維（muscle fibre）的分子棘輪（ratchet）系統會讓肌纖維縮短，接著你的身體就會有所動作。你做事情的速度再快，體內都需要走完這麼多流程，才能在接收到訊息之後做出反應及動作。

眼球神經的簡易示意圖。圖／WikimediaCommons

人類其實是反應遲緩的動物

這些超乎想像的複雜過程，犧牲了我們反應的速度。我一直認為人類是一種相當遲緩的動物，在已知的物理學世界當中顯得笨拙，畢竟我們對於一件事情的反應，需要經歷許多不同的生理過程。當我們好不容易快速地完成了一件事，但是同時許多過程簡單的物理現象，已經完成許多次了，因為它們發生得太快了。

如果你從相當高的位置，讓一滴牛奶滴到杯子裡，你就會知道我所言不假。當我們盯著液體表面，將無法看見從高空滴落而經過我們面前的那滴牛奶，只能看到牛奶滴落後撞擊水面的波、以及回彈升起的液柱，接著液柱又立即降落，而這些已經是人類肉眼追蹤高速物體的極限。

當我在攻讀博士的時候，指導教授曾經對我說過，如果我可以看到更快速的東西，將會重新思考眼睛所看到的牛奶的現象，並且獲得更多的知識。他同時也告訴我，如果要看到這些物體在高速移動下的樣貌，我們就需要借助一個比人眼看得更快又更小的設備。

當我們盯著液體表面，將無法看見從高空滴落而經過我們面前的那滴牛奶，只能看到牛奶滴落後撞擊水面的波、以及回彈升起的液柱。圖／Pixabay

鴿子走路前後擺頭的秘密

我之所以攻讀博士的原因，就是想要知道緩慢的我們，身旁究竟有多少快速發生而我們卻渾然不知的事物。對於這個世界上所有發生在眼前的事，我都十分著迷，特別是那些太小、太快而肉眼無法察覺的現象。因此進入博士班，我便有很多機會可以接觸高速攝影，讓我看見常人看不到的世界。這世界有很多變化極快的事情，不過人類可以使用這種特殊攝影機：如果你今天變成了鴿子，要如何解決相同的問題呢？

在 1977 年的時候， 有一位大膽的科學家巴立． 佛斯特（Barrie Frost）將一隻鴿子擺在跑步機上。這是一件現在看起來會讓你愣一下、然後大笑，似乎有機會角逐搞笑諾貝爾獎（IgNobel prizes）的事情。隨著跑步機的輸送帶（跑帶）開始運作，鴿子不得不往前跨步以維持在相同位置，但是很快的，鴿子就在跑帶上駕輕就熟地走著，但是巴立發現事情不對勁了。

如果你曾經在某個城市內的廣場，看著鴿子在地上覓食，應該會發現鴿子在行走的時候，頭部會前後搖擺。圖／Pixabay

如果你曾經在某個城市內的廣場，看著鴿子在地上覓食，應該會發現鴿子在行走的時候，頭部會前後搖擺。我一直認為這種動作很不舒服，而且似乎是把力氣浪費在奇怪的地方。但是跑步機上的鴿子卻沒有搖頭晃腦，這讓巴立了解，擺動頭部一定有其重要原因，而且似乎與運動時的身體無關。這樣的動作實際上是在輔助視覺。

在跑步機上的鴿子即使雙腳在走動，身體還是停留在原地，因此周圍環境不會產生變化，於是牠的頭只要維持在原位就可以看清楚周圍的環境。然而當鴿子在陸地上行走時，身處的位置不斷變化，鴿子的視覺跟不上自己移動的速度，所以牠並非單純地前後搖擺，而是在身體行走時讓頭部維持原來的位置，眼睛有更多時間看清並分析這個場景，接著快速換到下一個位置。

你可以想成鴿子的視覺是一臺照相機，但是拍攝一張照片的速度並不快，所以鴿子必須維持頭部不動去獲得明確的影像以及周圍的狀況，但這時，牠仍持續在走路，因此就會出現身體往前而頭部固定（或是看起來就像頭部往後）的樣子。接著，牠的頭部快速往前，讓眼睛拍攝下一張照片。如果你花一點時間仔細觀察，就會明白我說的現象（雖然牠的頭會停頓一下，但是也不會太久）。

鴿子並非單純地前後搖擺，而是在身體行走時讓頭部維持原來的位置，眼睛有更多時間看清並分析這個場景。圖／Giphy

自動幫你剪輯影片的大腦

目前科學家還不完全明白為什麼有些鳥類的視覺在收集周圍訊息時會如此緩慢，使得牠們必須要這樣擺動頭部，但是有些鳥類卻不用。而且這些鳥類如果不讓自己的視覺變得像是一張張的停格畫面，似乎就無法行動。我們的視覺可以跟上自己跑步或行走的速度，但如果你在行進時需要仔細檢視路邊的物體，通常會有一股「要停下來」的強烈念頭，這是因為我們的眼睛也無法在變動的環境中，快速地蒐集訊息。

事實上，人類與鴿子的視覺有很多相似的地方（當然我們不會搖頭晃腦），但是因為大腦能夠將移動的圖像拼接在一起，所以我們很難察覺腦中形成的影像其實是眼睛在不同點之間迅速捕捉畫面，並透過腦部處理不斷累積的資訊，最後形成我們意識能理解的形象。

這裡有一個簡單的實驗，找一面照著自己的鏡子，先讓你的眼睛看鏡子中的左眼，接著看右眼（左右順序可以顛倒）。你會發現鏡子中的眼球沒有動過，但是如果旁邊有人在觀察你，他會很肯定地告訴你，你眼球看的方向忽左忽右。這時大腦已經將你的視覺拼接在一起，因此你永遠不會知道自己眼球在轉動。但是我們的眼睛，的確時時刻刻都在轉動。

這就是為什麼我們要依賴電腦

相較於鴿子，人類的視覺反應並沒有快上多少，這代表世界上仍然有很多超乎我們視覺感官的現象。我們生活中常見而習慣的時間尺度，大概是 1 秒鐘到數年這個範圍。如果沒有科學的幫助，我們無法看見千分之一秒內發生的現象，也無法理解需要數千年變化的事物。事實上，人類生活周遭面對的時間，對於整個自然而言不快也不慢，這就是為什麼電腦可以處理這麼多事情，而我們知道人類自己絕對做不來的原因。

電腦的運作其實來自一套簡單的規則，但是當每一項簡單的工作都要在極短時間內完成時，就必須藉由數以百萬計的運算過程來完成複雜的工作，即使我們感覺不到明顯的時間流動。在科技日新月異的時代，電腦的運算速度也與時俱進，但是完成一件簡單工作的時間，從百萬分之一秒變成十億分之一秒時，因為兩者都太快，完全超越我們的知覺而無法分別差異；不過對於複雜的工作而言，區分這兩種時間的差異，就變得非常重要。

本文摘自《茶杯裡的風暴：丟掉公式，從一杯茶開始看見科學的巧妙與奧祕》，三采文化出版。

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在墨西哥西北方的海岸與太平洋之間，有一個長達一千多公里的加利福尼亞灣，向南連接太平洋。海灣內的海域受到兩側高聳山脈的保護，而這些山區大多仍維持原始的狀態。

許多海洋生物在遷徙的過程中，都會進入這個區域休息與覓食。這裡的海象較為安穩，漁夫也可以乘著小船悠閒地捕魚。白天的陽光讓藍色的海面波光瀲灩，漁船受到海浪的搖晃而吱吱作響，這是平靜大海上唯一的聲音。忽然，一隻海豚從一望無際的海面一躍而出，然後伴隨飛濺的水花回到海中，水面上的世界很快地恢復如常的平靜，但實際上，海面下卻一直是個喧鬧的生態系統。

每隻海豚都可以透過前額的組織發出尖銳的聲音。圖／Pixabay

鯨豚的水中廣播聊天室

海豚潛入水中時，會開始發出高頻的口哨聲（whistle）來識別身分，並利用脈衝式的聲音（clicks）與海豚群交談。每隻海豚都可以透過前額的組織發出尖銳的聲音，這些聲音會藉由海水傳遞到其他海豚的身上，而海豚的下顎骨則會收集聲音，然後傳到內部的中耳產生聽覺。

海豚不斷發出的口哨聲、脈衝式的聲音和啁啾聲（chirps），會形成一個吵雜的環境，但是這些聲音不只幫助海豚溝通，還可以用來感測周圍的環境。海豚群時常在海面附近玩耍與呼吸，但是往往在忽然之間，牠們就會整群開始下潛，進入海洋更深更藍之處，因為牠們要執行一項重要的任務：狩獵。

海面上充斥的陽光到了海下會迅速被吸收，因此光可以傳達的訊息非常有限；換句話說，視覺在海面下越深的地方就越沒有用處。雖然海豚擁有視覺，可以在淺層的海水中和跳出海面時使用，但對於光線的感知能力卻相當有限，無法區分顏色。這是因為在海中，顏色幾乎沒有變化，因此牠們的眼睛在演化上就不會出現對應的需求。雖然鯨魚身處在一個湛藍的世界中，不過牠們無法感受到藍色，海水對他們而言相當灰暗。可是鯨魚仍能看到魚身上反射的閃爍光點，這也證明動物之所以看到什麼，完全是依照牠們的需求演化而來。

海水的表面就像一面《愛麗絲夢遊仙境》的鏡子，雖然我們要穿過它不難，但是對於波來說，它卻隔開了兩個世界。海面上的聲波大部分不會進入海水裡，會從表面反彈回空氣中，至於海洋中的聲音也會留在海裡。空氣中的光波傳遞，往往有效而快速，但是光波到了海中就很容易被吸收；因此如果你在海中要獲得關於周圍環境的訊息，聲音是比光更好的選擇，除非是在海面附近，並且是觀察近距離的東西。

雖然海豚擁有視覺，可以在淺層的海水中和跳出海面時使用，但對於光線的感知能力卻相當有限，無法區分顏色。圖／Pixabay

海洋當中的聲音非常豐富。海豚能夠發出人耳聽不見的超音波，頻率是我們聽覺極限的 10 倍，而發出與接收這些短波長（高頻率）的聲波，意味著海豚可以利用回聲來獲得精確的定位，並感知到物體的細節。但是高頻率的聲音無法傳遞太遠，因此在一段距離之外，就不會聽到海豚群喋喋不休的聲音。不過若是頻率較低的聲音，就能傳遞得比較遠，例如一艘遠洋漁船引擎發出的轟轟聲，或是槍蝦（snapping shrimp）發出的衝擊聲，以及深海中一些低頻聲音，只是這些對於海豚來說都是聽不見的。

鬚鯨需要與遠距離的鯨魚溝通，衰減緩慢的低頻聲音是更好的選擇。圖／Roderick Eime@Flickr

低頻而遠播的鯨魚頻道

不過也有另外一群海洋動物會使用較低頻的頻道來溝通，牠們就是鯨魚，發出的聲音可以傳到數十公里外。此外，因為鯨魚不需要使用回音定位（echolocation），也就不會像海豚一樣發出高頻的聲音。於是，例如鬚鯨（baleen whales）需要與遠距離的鯨魚溝通，衰減緩慢的低頻聲音是更好的選擇。鯨魚聽不到海豚的高頻聲音，海豚聽不到低頻的鯨歌，但這些都發生在海洋當中，因此海洋生物透過選擇不同的頻段，發出或接收屬於自己族群的豐富訊息，可以生活在相近的區域，卻又不會彼此干擾。

即使海洋中有光波也有聲波，但是不同於海面上或陸地上的世界，聲音是在海中傳遞訊息最重要的方式，因此鯨魚與海豚都是色盲，畢竟在海裡的光線已經缺乏細節，深一點的地方甚至是漆黑一片。

然而海洋內的聲波與大氣中的光波，還是有相似之處。一如波長越長的聲波可以長途傳遞訊息，波長較長的光波也可以在大氣內傳遞相當遠的距離，不會快速衰減。就在一百多年前，人類開始利用波長非常長的無線電波通訊，因為我們生活在大氣中，光波傳遞的效率遠比聲波來得好。無線電波最早用於橫跨大洋的通訊，當年的鐵達尼號要是可以善用這套系統，接收並重視另外一艘船發出的警告訊息，也許就不會沉沒了。

圖／WikimediaCommons

曾經的海上巨人，成為最有名的船難悲劇

1912 年 4 月15 日的凌晨，就在鐵達尼號撞擊冰山後一個小時內，北大西洋的海面上有少數無線電波的圓形脈衝，間歇性地往外擴張，越往外就越弱，並逐漸消失。有些波紋抵達遠處的接收天線，訊息就成功地傳遞到遠方。其中最強烈的波紋，是位於加拿大紐芬蘭南方650 公里處，來自電報員傑克．菲利浦（Jack Phillips）的求救訊號。

傑克利用當時最強大的海上無線電發報機，不斷向周邊的船隻發送訊息，告訴他們世界上最大的船－－鐵達尼號正在下沉，並且請求救援。傑克藉由發報機送出的電子脈衝訊號，從甲板上的漏斗狀電線引導到上方的天線，而高高橫掛在空中的天線藉由振盪的電流放出強烈的無線電波，因此在廣大區域內的船隻，藉由船上的天線都能收到訊號，並且解讀訊號中的訊息。

電報之所以能夠發送出去，是因為無線電在天線上產生後，會朝四面八方擴散出去， 因此你不需要知道接收者所在的位置，所有在周邊的天線都能接收到無線電訊號。鐵達尼號發出的無線電波，可以傳達數百公里遠，在這範圍內的許多船隻，例如卡柏西亞號（Carpathia）、波羅的號（Baltic）、奧林匹克號（Olympic）等等，接收到求救訊號之後即刻前往救援。雖然電報所能夠傳達的訊息相當有限，以今日的角度看起來非常原始，但這是人類最早的海上通訊方式。如果鐵達尼號的悲劇提早二十年發生，那麼這場災難將會無聲無息地沒入冰冷的海水內，而在一週之後，人們才知道這艘船消失了。

沉沒的鐵達尼號。圖／Wikipedia

事實上，鐵達尼號航行的前十年，人類才第一次將無線電應用在橫跨海洋的通訊。只是那個發生在凌晨的恐怖船難，即使附近的船隻盡力救援，但現場黑暗而混亂，許多救援的船也只能無奈地看著悲劇發生。

這些像鋼琴斷音彈奏的電報，並不是隨機的訊號，而是先藉由固定模式編排，以此代表一連串的訊息。當電報員將安排過的訊息，藉由一些裝置讓天線產生無線電波後，它就會以光速往外傳播出去。人類從此進入大量無線電通訊的時代。

迴響天空的求救電波

鐵達尼號的嚴重船難之所以有名，有一部分是因為它發生在一個新時代的開端，顯示出無線電波的巨大通訊潛力，能夠發出求救訊號，讓卡柏西亞號在兩個小時後趕來救援，及時挽救許多人的性命，但同時也暴露出當時的無線電系統有著巨大的瑕疵。電報傳遞的訊息往往會互相干擾，鐵達尼號在出事之前曾經收到另外一艘船的冰山警告，當時鐵達尼號正在與另一方通訊，使得同時間還有其他訊號混雜在其中，造成聽報、發報混淆的狀況，因此有些訊息的片段就會遺失，或是根本沒聽到。

在當時，發送電報必須要透過其他方式通知對方打開收報機，而且船上發報的系統實際上只是一個開關，藉由開開關關的方式傳遞訊息，再者所有船上的無線電報系統都共用一個頻道。鐵達尼號並非只有透過無線電求救，同時也發射求救照明彈（distress flares），當時鄰近的加州人號（Californian）曾試圖以摩斯信號燈（Morse lamps）與其聯繫。

無線電通訊還有一個方式可以讓它傳遞更遠－－當無線電進入大氣層上方（電離層的位置）時，會像遇到鏡子一般地反射回來，因此鐵達尼號的求救訊號不只在海面上向外擴散、掠過，還會藉由反射而傳遞到更遠的地方（因為地球的表面是曲面，如果不經由大氣層的反射，那麼直線傳播的無線電波，將使得在水平線的另外一方無法接收到訊息），達成無線電跨越大洋的通訊。藉由電離層這片「鏡子」，無線電波得以從高空反射到地平線的另外一端，但是對於波長較短的可見光而言，電離層不再是一面鏡子，因此傳遞的距離相當有限。

夜空中充滿電報員傑克發送的無線電波，試圖向所有正打開收報機的船隻傳達求救訊號與鐵達尼號的位置，直到最後，海水淹入電報室、而他也隨之殉職為止。由於無線電的通訊，趕來救援的船隻得以讓載滿 2223 人的鐵達尼號在沉沒時，能有 706 人倖存，這些因為無線電而獲救的人，也見證了往後無線電通訊的發展，從沉默無聲到滿天喧囂，透過這些看不見的波，讓人類的通訊發生史無前例的變革。如今，無線電訊號覆蓋地球所有的角落，人類彼此的通訊達到歷史上從未有過的便利。

本文摘自泛科學2017年8月《茶杯裡的風暴：丟掉公式，從一杯茶開始看見科學的巧妙與奧祕》，三采文化出版。

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文 / 徐芷葳
畢業於台大獸醫系，現任臨床獸醫師，服務於新北市板橋區文仁動物醫院。認為飼主是動物醫療工作者的重要隊友，希望用正確知識武裝隊友，讓我們的工作輕鬆一點。

家裡的貓主子是不是喵喵叫著傳鏟屎官放飯，飯到眼前聞了又聞卻只看不吃呢？是不是毛皮不再光滑、一身邋遢的廢毛、嘴角還掛著黏稠的口水？這可不是主子癡呆了，也許是因為牠患上了喵星人的難言之隱──慢性口炎。

毛髮雜亂食慾差，快帶主子去檢查

患有慢性口炎的貓咪，在口腔深處、上下顎相接的地方，以及臼齒／前臼齒周圍的牙齦，還有口腔黏膜通常會有明顯的紅腫，造成貓咪咀嚼和吞嚥的疼痛，有時光是張開嘴就會疼痛難耐（本文中我自己拍的照片都是在麻醉中拍攝，沒有任何一隻貓咪因為這篇文章被架住強迫長時間開口喔），口水分泌也會增加，且變得黏稠帶著臭味，有時還會參雜血色。

左圖為正常的貓咪、右圖為口炎貓咪。圖／作者提供

許多貓咪會因此厭食消瘦，也因為慢性疼痛變得沒有精神，不再花心思打理自己。貓時常會換毛，牠們停止理毛時，身上就會累積廢毛，變得參差不齊，一摸就掉一把毛。所以，當一向體面的貓主子變得異常狼狽落魄，就是該去獸醫院的時候了。

口炎的臨床症狀類似慢性腎衰竭繼發的口腔潰瘍，需要經由血液檢查排除腎衰的可能。另外，腎病雖然也會造成貓咪厭食消瘦精神差，但通常還會進一步讓主子對食物完全失去興趣，連聞嗅的動作也不會出現（口炎的貓仍會想吃，只是咀嚼時會疼痛）。

口炎的表現因貓而異，也有些貓食慾受影響但不會嚴重厭食，像我們家助理的貓，明明有口炎仍舊每餐必吃、甚至還幫別的貓清碗底，只是口水非常黏糊惡臭。牠也依然勤於理毛，身上廢毛都會自己清掉，但牠摸起來有一點點黏、帶著淡淡臭味，大概是因為長期口炎，已經嗅覺疲勞聞不到口水臭味了，還每天用臭口水理毛。可能別的貓看到牠都倒彈三步，牠還覺得自己帥炸天了，很勤奮地一直抹「髮膠」……。

「原來不是因為我帥得太逼人！？」圖／Thryn @ Flickr

貓咪慢性口炎好發於 4～17 歲的貓，中位數年齡是 7 歲，在獸醫臨床發生率為 0.7%，對獸醫和貓咪都是一個大挑戰，很多時候我們能做的只是儘量減低症狀對貓咪生活品質的影響而已。

慢性口炎的成因還未完全釐清，在病灶區採樣可以看到淋巴球和漿細胞浸潤，可能與免疫調節有關。口炎也可能跟貓卡里西病毒、貓愛滋、貓白血等傳染病有關，罹患這些病毒性疾病的口炎貓也會對治療的反應較差。還有一種可能是與牙菌斑有關，但針對牙菌斑進行牙結石清除和抗生素治療卻不一定有令人滿意的成效，相反地，移除沒有牙結石的牙齒卻對臨床症狀的控制有正面的效果。

圖／作者提供

貓咪口炎怎治療？拔牙或許會有效

關於這個疾病還有許多有待研究之處，已知它對單一的抗生素或免疫抑制治療的效果都不太好，但有八成的貓咪在牙齒拔除後能確實改善臨床症狀，部分貓咪在拔牙後仍需配合長期的口服藥控制，然而拔牙比單純口服藥治療有效、相較於雷射或干擾素療法更有實際應用的價值，仍然是目前較可靠的治療方式。

拔牙的手術時間長、術後傷口大（拔完牙的貓嘴邊會掛著兩道帶著血泡的口水），看起來好像是非常激進可怕的作法，但除了少部分貓咪在犬齒根部已有明顯發炎病灶，多數病患可以採取「後全口牙拔除」，保留犬齒（牙根深，會增加手術時間且拔除後傷口大）和門牙（外觀門面）。大部分的貓咪都能適應後全口牙拔除，亦能在傷口恢復後正常進食，如果慢性口炎真的影響貓咪的生活品質，還是應該積極和獸醫師討論是否需以拔牙控制發炎的疼痛。

我們家助理的貓拔完牙後身體就沒那麼臭、摸起來也清爽多了，本來就貪吃，治療後變得更愛吃，術後一周內就胖了半公斤，看來生活品質（和好摸程度）提升了不少。

（喀拉喀拉阿姆阿姆好吃好吃）圖／GIPHY

參考資料

1. Susan E. Little. August’s Consultations in Feline Internal Medicine. Volume 7. Philadelphia, PA: Elsevier, Inc. 2016. ch.13. 
2. Susan E. Little. The Cat: Clinical Medicine and Management. St. Louis, Missouri: Elsevier Inc. 2012. Ch. 21.
3. Gary D. Norsworthy,Sharon Fooshee Grace, Mitchell A. Crystal, and Larry P. Tilley. The Feline Patient. 4ed. Ames, Iowa: Blackwall Publishing Ltd. 2011. ch. 84. 

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文／李政霖（本文撰寫由人禾環境倫理發展基金會及肯夢 AVEDA 支持合作）

「紅頭魩仔」來自清澈自然溪流的出海口，甚至可能源自數丈高的瀑布之上。圖／By 楊維晟、李政霖

多數人都吃過「魩仔魚」，但你吃過「紅頭魩仔」沙西米嗎？吃下這種高檔的仔稚魚料理時，除了吃掉一般魩仔魚三至四倍的價格，也吃掉了許多謎團！因為，牠們並不同於一般由漁船撈捕的「魩仔魚」，而是來自清澈自然溪流的出海口，甚至可能源自數丈高的瀑布之上……這究竟是怎麼回事？

神秘小魚一號：月亮的金孫，美味盤中飧

有一種沙西米料理，外觀就像沒煮過的魩仔魚，因為身體透明可看見鰓部內臟而被稱作「紅頭魩仔」，但是價格貴了三倍，來自東台灣。每年四月，沿海居民會用三角網，在溪流出海口附近，持網逐浪撈取「紅頭魩仔」，在勒嘎‧舒米新作《巴克力藍的夏天》中有很唯美的一幕。

臨海原住民自古就有使用魚簍撈捕牠們的傳統，原住民語名為「烏佬」，也就是「月亮的孫子」，不知道是不是滿月大潮之時，撈捕的狀況會特別之好？聽說男人吃了，不只頭好，還會壯壯……。

沿海居民會用三角網，在溪流出海口附近撈取「紅頭魩仔」。圖／張才（1951）。[三角網網魚]。《數位典藏與數位學習聯合目錄》。照片提供者:張姈姈

神秘小魚二號：逆流而上、發憤圖強

夏天到了，去溪邊玩玩吧。咦？溪床上流水不穩定的大石頭上怎麼黏著幾尾小魚？是誰這樣惡作劇虐待野生動物，把魚抓來黏在石上？仔細一看，原來這些魚胸部長著吸盤樣的鰭，牠們是用這雙鰭，把自己吸在石頭上的。這類胸部長吸盤的魚，通稱鰕虎。

為什麼魚要黏在大石頭上呢？

黏在石頭上的鰕虎。圖／By 黃瀚嶢

神秘小魚三號：會從海裡爬上瀑布的「鯊魚」？

東台灣某個濱海的瀑布，水從數十公尺的高度奔流入海。在這樣陡峭的瀑布頂上，竟然還棲息著一種魚，成魚約莫 10～20 公分，名曰「日本禿頭鯊」。

魚類達人看著不斷墜落數丈海崖之下的溪水說：「牠們是從海裡上來的。」讓人忍不住想摸摸達人的額頭，確定一下他有沒有沒發燒。不只如此，達人還說：

「在日本，這禿頭鯊成魚是高級炸物料理，一尾可要數千日幣……。」

日本瓢鰭鰕虎。圖／By 賴擁憲

以上說的三種魚，其實都是同一種。牠是日本瓢鰭鰕虎，也俗稱日本禿頭鯊，東台灣溪流裡最常見的一種洄游性鰕虎，也是專屬於清澈溪流環境的最重要指標生物。

少年出家的和尚魚，不只茹素還修行？

話說這日本禿頭鯊的故事，還需從海裡說起……

「紅頭魩仔」的記憶，源自在海裡漂流著的某一天，嚐到海裡浮游微生物的那一刻開始。牠們漂流了將近半年，每天被來自海底、海上的掠食者吃掉大半，身體總算一點一滴地長到了一寸長度。身體的改變，讓牠們對淡水愈來愈敏感，在那個「天時水利魚和」的日子，終於抵達溪口，往溪裡游去……。

運氣不好的，被漁民撈去做了「紅頭魩仔」沙西米；走運的，抵達了下游溪床，透明的身體開始浮現欖灰與黑褐色交錯的漂亮橫斑，鰭也亮出了鮮紅色。 牠的背鰭如鯊魚般呈現三角尖形，又擁有水平的巨大胸鰭，所以被稱作「禿頭鯊」。

原本是大口狂吞浮游生物的小魚苗，此時雖名為「鯊」，卻突然「遁入空門」茹起素來，用開口朝下的大嘴，哇啦哇啦又吸又含地啃起溪底石上的藻類，做起了「和尚魚」，你看牠圓圓的禿頭上，有時還浮現出戒疤般的斑點呢！

日本瓢鰭鰕虎。圖／By 周銘泰

除了茹素啃藻，牠們還「修行」。一邊成長，一邊逆著溪水，不斷上溯，尋找夢中的「淨土」。遇到障礙，牠們就跳上去，用合抱的吸盤狀腹鰭吸住石壁，等待多一點的水流，繼續往上衝，過了一關，再溯一關，沒有什麼能阻擋牠們！

如果找到自己中意的伊甸園，修成以後，洗盡鉛華，年少時期艷麗的鰭與身上的斑紋都慢慢褪去，牠們會在隱密的石縫裡產下卵、排下精，下一代於是誕生，任務完成。剛剛孵化的魚苗沒有完整的運動構造，只能任憑湍急的溪水一路沖流，就這樣，入了大海，繼續漂流，啟動下一世代的循環……

多變的日本瓢鰭鰕虎，牠的一生有多精彩？

日本瓢鰭鰕虎（日本禿頭鯊）生活史。點擊可看大圖。圖／By 李政霖

海漂而來，溯溪而上，成長繁衍，順流而下——周而復始，在不同階段不同姿態之下與濱海居民、饕客、戲水遊客、生態觀察者相遇，而產生多種不同的身分，這就是紅頭魩仔、烏老、日本瓢鰭鰕虎、和尚魚、日本禿頭鯊的生命史。

觀察野生日本禿頭鯊很簡單，你只需要……

1. 確認你身在台灣北海岸或東部、恆春半島任何一條水質清澈的小溪中或下游。
2. 把腳踩進布滿大小石礫、石塊的冰涼溪水裡。
3. 看到水下四散流竄，又隨即消失在就近石堆中的黑影，幾乎大半都是日本禿頭鯊。如果看到很多這樣的魚，請在心裡感恩，這條小溪還「活著」！
4. 用防水相機或水窺箱突破水面的視覺障礙，在禿頭鯊分布密集的地方靜靜等待，牠們就會慢慢現身，繼續哇啦哇啦的啃食石頭上的藻類，甚至為了爭地盤上演全武行。
5. 注意一下成體和幼體在外觀的比例、花色上的差異。
6. 在河道落差大的地點，或許可以觀察到他們以吸盤輔助，黏在石壁上進行一個上溯卡關的動作。如果因此受到啟發，未來應該可以成為大人物 XD

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文／紅色皇后｜科普愛好者，科學松鼠會成員

在一月新番中，《動物朋友》可以說是最大的一匹黑馬。這部小動物賣萌的動畫，3D 作畫水準平平，漫畫和遊戲回響也平平，現在卻人氣猛增，甚至在日本掀起了動物園遊覽的新熱潮。

《動物朋友》故事的主角「背包」和擬人化的動物女孩小藪貓。圖／《動物朋友》動畫

《動物朋友》的故事發生在巨大的「加帕利公園」，在「砂之星」的神秘力量下，這裡的動物們變成了具有人類姿態的動物女孩（アニマルガール，獸娘）。某一天，公園裡突然出現了一個小女孩，她不記得自己的「領地」，也搞不清自己是什麼動物——這就是動畫的女主角「背包」了。在小藪貓和其他眾多動物女孩的幫助下，她找尋著自己的身世之謎，對抗著神秘的敵人「天藍怪」。

其實，觀眾們很容易發現，女主角就是個人類。在個性十足的動物「朋友」們中間，她大部分時候都顯得很不起眼：不會飛，跳不高，爬樹也不擅長。當初我們的老祖先行走在非洲大草原上的時候，動物朋友們大概也沒能料到，智人會成為對環境影響最大、個體最多、分佈最廣泛的大型哺乳類吧。

不過，就像片中的小藪貓所說，不同的動物都有自己擅長的事情，只不過我們對自己的「獨門技能」早已感到習以為常了。在這部動畫中，我們不僅能了解其他動物，其實也從中能看到人類自己的特性。

運動廢柴？長跑天才？

很多人可能會認為，人類以頭腦稱霸地球，在身體能力方面，我們沒必要跟其他動物較量。而在片中，小藪貓第一次發覺人類的特殊，卻恰恰是由於身體的能力。

在正午的烈日下，藪貓必須到樹蔭下休息。在熱天長距離行動是危險的，因為大多數哺乳類排出多餘熱量的方法是喘氣。我們都見過熱天的狗發出「哈哧哈哧」的聲音。為了散熱而進行的喘氣，頻率比正常呼吸高很多，對於增加攝氧量卻於事無補。這是因為，「散熱喘氣」的時候空氣只經過咽，並不會進入肺部進行氣體交換。

在烈日當空時走遠路，對藪貓來說是有中暑危險的。圖／《動物朋友》動畫

在安靜狀態下，喘氣散熱還沒什麼問題，而運動時則會遇到麻煩：運動會發熱，運動中的肌肉又需要更多氧氣，動物們沒法邊跑動邊通過高頻率喘氣來散熱，時間一長就會中暑了。

人類可以避免這一風險，因為我們另有散熱途徑：出汗。人類的汗腺非常發達，在沙漠中負重行軍的人，四小時能排出三公斤半的汗。這是一種高效的散熱方法，每毫升水蒸發時可以帶走 580 卡的熱能。另外，人類「沒有毛」（實際上人類的毛髮數量並不少，只是非常細弱，所以看上去光禿禿），這也提高了出汗降溫的效果。

人類有良好的散熱能力和奔跑耐力。圖／《動物朋友》動畫

除了散熱能力，人類還有一系列適應長跑的特徵。在奔跑中，頸部肌肉和韌帶結構使我們能通過擺臂和肩膀晃動保持頭部的平穩，這樣就不容易產生「暈車」的感覺。我們腳踝上的肌腱，特別是阿基里斯腱（Achilles）也比其他猿類強壯，足弓（plantar arch）也很發達。人的腿腳就像彈簧一樣，在每一次邁步中儲存能量再釋放，大大節省了體力。

我們不像藪貓身手敏捷，也沒有河馬的牙齒和力氣，甚至短跑還會輸給河馬大姐頭。但是，人類在長跑方面的天賦，堪稱哺乳類第一。馬拉松的世界紀錄是兩小時多一點點（約合 6 米/秒），業餘愛好者在 4 小時內完賽（約 3 米/秒）也不是稀奇事。一匹馬能用 5.8 米/秒的速度，一天跑 20 公里已經是極限了，超出這個程度，就會對骨骼肌造成不可恢復的損傷。人能跑過馬，這一點也不誇張。

人類的力量和運動速度不及黑猩猩，但長跑能力遠勝之。圖片來源／Lee Saxby

吃咖哩飯，這也是種能力！

在片中，所有的動物朋友都吃著一種名叫「加帕利饅頭」的點心。根據故事的描述，這些點心使用了公園裡種植的土豆、大米之類的材料製成，這些食材也被主角做成了咖哩飯。由此看來，獸娘們的日常食譜中似乎含有大量的澱粉。

加帕利饅頭的原料是普通的農作物，它看起來也像是富含澱粉的人類點心。圖／圖／《動物朋友》動畫

這其實是有點奇怪的：米飯對人類而言是再平常不過的食物，但對於很多動物而言卻並不適宜，甚至會危害它們的健康。

能吃咖哩飯，其實也體現了人類的另一種能力：我們比多數哺乳動物更擅長消化澱粉。人有 5~6 個唾液澱粉酶基因，黑猩猩只有兩個。這些增加的基因，會產生更多的酶，加速澱粉的消化分解。

人類食物中澱粉的比例遠高於一般的靈長類，那些以狩獵採集為生的部族也不例外，他們的食譜裡包含大量富含澱粉的塊根和地下莖（類似馬鈴薯）。以塊根為食有一個問題：植物絕不肯把儲藏營養的部分老老實實地交給動物吃掉。這些部分通常很堅韌，而且可能含有毒素。這時候就需要人類獨有的處理食物手段——火。

哈佛大學的靈長類學家蘭厄姆（Richard Wrangham）認為，在人類的進化過程中，火的功勞不容小視。高溫可以使植物細胞變得柔軟易碎，也使動物肌肉的蛋白質變性。不論是肉還是蔬菜，燒烤過之後都變得更容易吃，也更有營養了。

主角用火烹飪食物的時候，其他動物都害怕的躲開了。圖／《動物朋友》動畫

跟其他靈長類相比，人的咀嚼肌和牙齒軟弱，腸胃體積小。這一部分是燒烤食物的功勞，另一部分是因為，我們是挑剔的食客。人類傾向於選擇能量高，易於消化的食物。除了塊根，肉食也是祖先食譜中重要的部分。我們是最喜歡獵殺大型動物的靈長類（不過，在動畫裡並不會表現這一點）。

這種「高質量」的食譜，為人類的智力進化做出了貢獻。神經系統對能量的需求很大，靜止不動時，大腦消耗的能量可達全身耗能的 20%~25 %。要有一個發達的大腦，營養必須跟得上。片中的貓頭鷹女孩說，動腦筋要消耗能量，所以她們想吃熟食。對人來說，這個要求確實非常合理。不過對貓頭鷹來說，這樣說就顯得很古怪了——它們的日常飲食可是把老鼠和昆蟲整枝吞下，把骨頭、皮殼裹成團吐出來啊。

聰明的大腦需要豐富的營養供應。圖／《動物朋友》動畫

會說話的動物朋友

在動畫片裡，由於砂之星的神秘力量，所有動物朋友都會說話。但作為人類，主角還是表現出了不同尋常的地方——只有她會使用符號。利用解讀文字的能力，她可以從地圖、指示牌上獲取各種信息。

主角是劇中唯一會認字的動物。圖／《動物朋友》動畫

動物們能不能像人那樣使用複雜的語言呢？表面上看，教動物「說話」是大有可為的。許多動物都用啼叫、表情和身體語言等方式進行著交流：蜜蜂用轉圈舞蹈指示花蜜的位置；離群的雁啼叫招呼同伴；在動畫裡表現呆萌的美洲土撥鼠，也會用不同的尖叫聲向同類報警，表示到來的捕食者是鷹還是郊狼。

黑尾土撥鼠和古氏土撥鼠同為草原犬鼠屬（Cynomys spp.），除了叫聲以外，它們還通過親吻進行社交，片中主角一行也被這樣打了招呼。上圖／David Kjaer；下圖／《動物朋友》動畫

但事實上，牠們都不具備人類那樣的語言能力，即使是聰明的黑猩猩也是如此。自 1966 年起，比阿特麗斯和艾倫．加德納夫婦（Beatrice & Alan Gardner）花費多年時間，進行了一場頗有童話風味的研究：教動物「說話」。他們的研究對象，一隻年輕的黑猩猩瓦舒（Washoe），據說是學會了用手語表達 130 個詞，可以「說」4 個詞的句子。但現實是殘酷的。心理學家們發現，加德納夫婦有意或無意地，撒了一個彌天大謊。黑猩猩根本就不會「說話」。

首先，科學家們高估了動物使用手語的能力。很多時候，黑猩猩的動作只是被強行解讀成了手語。瓦舒確實學會了幾個手語詞彙，但它使用這些詞的順序完全是雜亂無章的，這種表述毫無語法可言，意思自然也很難準確。

其次，黑猩猩根本不愛使用手語。黑猩猩只用手語來獲得自己想要的東西，讓人給牠搔癢或者點心。它不會主動跟人聊天，也不樂意表達自己的想法。我們都知道，小孩是怎樣愛吵愛嚷，有時為了一點小事而大呼小叫，有時念著自己想像中角色的台詞。人類把說話當成一種樂趣，但黑猩猩只把它當成「敲門磚」。科學家在自己的幻想裡，把黑猩猩過度「擬人」了。

在動畫中，唱歌超難聽的「靈魂歌手」朱鷺曾向主角討教發聲的技巧。人類確實很擅長發出各種不同的聲音，只有少數鳥類能與之媲美（當然，這不包括朱鷺）。不過，人類語言能力最重要的功臣還是在於頭腦。人腦中對語言作用最大的兩個區域，布羅卡區（Broca’s area）與威爾尼克區（Wernicke’s area），在類人猿身上是缺失的。前者主管語法和精細控制發音的能力，後者則是理解字義的的關鍵。類人猿只有很小的威爾尼克區，根本沒有布羅卡區。

人類的發音能力在動物中首屈一指。圖／《動物朋友》動畫

通過觀察古猿類和古人類的頭蓋骨化石，我們可以推測腦各個部分的演化速率。在猿演化成人（確切地說，從多毛、沒語言的猿演化成少毛、有語言的猿）的過程中，這兩個部位以驚人的速度變大，比整個大腦皮層擴展的速度（已經相當迅速）還要快得多。

圖片中的上色部分是布羅卡區，人腦中和語言功能息息相關的一部分。圖／維基百科

我們消化澱粉的能力，或長跑中讓腦袋保持穩定的能力，和動物只是「量的不同」（黑猩猩也能吃米飯，只是消化起來略微困難而已）。然而，語言能力是一個「質的不同」。它不是各種動物皆有、在人身上卓越特出的能力，而是一種全新的能力。

加德納夫婦一廂情願地相信黑猩猩會說話，一個可能的原因在於：他們認為既然人是由動物演化而來，人與動物息息相關，我們「似乎」不應該和動物朋友有太大的差別。宣稱人類是特別的、是獨一無二的，似乎有違於這種緊密的聯繫。

不過其實，「獨一無二」並不違反自然。語言學家斯蒂芬．平克（Steven Pinker）說過，各種動物都有獨一無二的地方，正如大像有獨特的鼻子，響尾蛇有獨特的感知紅外線的能力，人類有獨特的語言。自然界最不缺的就是「獨一無二」。也許就是因為這種多樣性和獨特性，動物世界才如此吸引我們吧。

謝謝你，小藪貓。我想告訴你，我就是這樣的動物。

本文版權屬於果殼網（微信公眾號：Guokr42），原文為〈兽娘动物园：除了动物萌娘，你还能从这里了解人类〉，禁止轉載。如有需要，請聯繫sns@guokr.com。

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高頻率聲音，獾也聽得一清二楚

獾（學名：Meles meles），又名狗獾、歐亞獾，是食肉目鼬科的一種哺乳動物。廣泛分布於歐亞地區古北界的森林和草原。圖／Wikimedia Commons

獾對高頻率聲音的感知能力比人類強得多，最高大約可以聽見六萬赫茲的聲音。最敏銳的小孩頂多高出兩萬五千赫茲一些，而許多六十歲以上的人只能聽見八千赫茲。獾聽得到堤岸田鼠的吱吱聲，人類無法，但吱吱聲也挺容易想像的，我住的房子就經常發出這種聲音。

而且獾的收聽範圍不只微弱的吱吱聲，我們能聽到的頻率其實大部分和獾重疊。獾會聽到田野邊緣傳來雉雞的報曉、屋舍裡發電機馬達的撞擊聲、樹鶯的鳥語、被鐵絲網困住的綿羊發出的驚恐叫聲，以及遠方轟隆隆的落雷。

獾的耳朵起碼記住了以上這些聲音，每次一聽到，大腦皮質處理聽覺的部位就會產生電流。獾的鼓室壓力變動，使得獾聽見我們所謂的「聲音」，但實際上獾究竟聽見什麼呢？嚴格說來，我一點概念也沒有。就像我不知道莫札特在其他人耳裡聽起來如何（連我自己在不同的消化狀態下，聽莫札特也有不同感受）。這不是生理構造的問題，是他者差異的問題，只是我們用不恰當的生理學解釋，把問題歸咎到中央處理能力的本質不易理解。我們無從得知自己是否獨立於世。

每個人對於聲音的感受，或許存在者差異。圖／Twitter

我只是純粹出於信念，主張我和孩子及親友們能共享某些事物。同樣道理，我也選擇相信獾能聽見雉雞（pheasant）的叫聲，而不只是注意到有聲音。就我和孩子及親友的情況而言，腦電波圖、聽覺誘發電位和功能性核磁共振掃描可以為我的論點提供部分證據（不過就我所知，目前沒有獾的研究資料）。這些證據十分有限，如果不足以說服人，那也無可厚非。

吵死人的發電機，讓耳朵自動忽略它吧！

我們倒是可以認定獾對發電機沒什麼興趣。獾一下就能習慣聲音，尤其是遠方沒有威脅的聲音。發電機的撞擊聲勢必會造成耳膜震動，這是永恆不變的物理現象。但是大腦卻能選擇忽略，這個易變的生物學現象真是有趣極了。

獾的大腦選擇不用發電機的聲音打造世界景觀，並且把樹鶯（wood warbler）的哀鳴放在「左耳進右耳出」的無意識地帶。樹鶯的叫聲只是樹林的日常。如果聲音出現變化，暗示狀況有異，那引起獾注意的也是不同於往常的變化，而不是鳥鳴本身。

我無法理解鳥鳴變化有何意涵，對整體狀況也一知半解，所以會比獾更在意周遭環境。換句話說，我的樹林比起獾的樹林更大，也更複雜。獾的心力幾乎全都專注在生存這檔事上，而專注和美學幾乎沒有交集。我想獾的美學應該是以親屬關係為主，而且大多都是不加修飾的感官體驗。牠們喜歡在大太陽底下和孩子們一起打滾，搔搔牠們的肚皮。

獾的美學應該是以親屬關係為主。圖／YOONIQ

倒不是說獾就無法打破自身的美學侷限。假使我能拓展感官造詣和理解能力，誰說獾就不行？音樂就是很明顯的例子。希臘神話的牧神潘吹奏的笛聲比他說的話還多。如果巴哈可以（他確實可以）將這座繽紛世界最基本的常規定式轉化成音符，那把他送進威爾斯的森林，豈不是能激發更多靈感，寫出打動人心的曲子？

美妙的樂聲，在動物耳中或許一樣動人

如果巴哈能撼動我的 DNA，那麼與我如此相似的獾，牠體內的 DNA 是否也會為之一振呢？

我曾經隨手試了幾次，還沒得到確切結論。不是喇叭被雨淋壞，就是打擊樂聲不夠響亮，播放效果不佳。不過最喜歡古典樂的狗的主人一定會同意我的看法。《他主人的聲音》（His Master’s Voice）畫作裡，那隻歪頭蹲在留聲機前的傑克拉西爾㹴（Jack Russell），就算沒有摸頭和零食的誘惑，肯定也會愛上 B 小調的彌撒曲。

紀錄片《駱駝駱駝不要哭》（The Story of the Weeping Camel）述說蒙古一隻駱駝媽媽原本不願餵養親生的小駱駝，後來一位琴師為牠拉了一首蒙古古調，深深陶醉在樂聲中的駱駝媽媽立刻開心起來，這才願意重新擔任母親的角色，讓小駱駝吃奶。

樂聲代表世間萬物運行的常理，這世界包括駱駝在內，都是和歌而行。音樂就像去顫器，輕柔地觸擊世界，將世界拉回節奏韻律上。流傳千古的音樂、文學和任何偉大的事物之所以偉大，是因為它們全都由最基本的元素組成。上至國王，下至百姓，甚至獾和樹鶯，都聽得懂這種基礎原理。我說要放 B 小調彌撒曲給獾聽，就是為了主張這個信念，而且牠們真的會專心聽。

樂聲代表世間萬物運行的常理，動物都能為之撼動。圖／Nexus

你以為的細小聲音，在獾耳中都是滔天巨響

獾不只能聽到頻寬更寬的聲音，牠們對可聽範圍內的聲音敏感度更勝人類，聽得更精準。一般認為獾可能和許多鳥類一樣，聽得見蠕蟲在地面爬動時，刺毛擦刮的聲響。

如果動物連毛蟲爬動的聲音都聽得見，試想附近汽車發出如海嘯般討厭的聲浪在牠們聽來是什麼樣子，你就大概能理解了。找一個靜僻的戶外角落坐一晚，別帶手機出門，然後靜悄悄地走到馬路上，這時開過來的第一輛車簡直就跟坦克軍團來襲沒兩樣。你會感覺受到侵犯，這片土地也受到了侵犯。接著你或許會有點意外地想到，既然產生這種侵犯的感覺，就表示先前你和這片土地其實是團結一致的，只是你沒發現而已。

可以不要這麼吵嗎拜託！圖／Pinterest

又或者，夜空總是帶著一點浪漫的氛圍，你也許覺得自己和大地已經相互認定。你會討厭那位司機，但其實你更同情他，同情他只能困在那塊開了空調的金屬框架內，聽著廣播放送的陳腔濫調。你知道他錯過了什麼，也擁有他無法體會的一切。你知道獾被引擎轟鳴聲打擾的憤怒，知道牠們腳下感受到的路面撼動，還有全身從頭到尾、由裡到外被欺侮、冒犯、入侵、徹底遭到控制等感覺全力轟炸的滋味。獾的腳可以感受到低頻聲響，幽暗樹林遠處的腳步震動也能傳到牠們的腳蹼上。

只要感受到聲響，獾就會靜止不動，直到再次確定安全為止。如果是在樹林，只要聽到擦刮聲就沒事了，牠們就喜歡平常的周遭環境的聲音。但這時要是路上開來一台公車那可就不妙了，馬路上沒人能安全。

本文摘自《變身野獸：不當人類的生存練習》，行人文化實驗室出版。

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打獵也要很科學，用基本三角征服田鼠

時光旅行不只存在詩歌裡，狐狸會利用時光旅行狩獵。如果田鼠從狐狸身體中線任一側的不同角度發出吱吱聲，聲波抵達耳膜的時間點和強度就會有所差異。

一點基本三角學、豐富的經驗加上超多次撲空，狐狸的大腦就會一點一滴慢慢修正。雖然難度比較高（演化已經利用純音［pure-toned］獵物的物種表明這一點），但是狐狸也能找出連續純音的低吟來源：聲波的不同部位會在特定時間點撞進左右耳，如果波鋒震動右耳，波谷就會震動左耳，只要利用中間的差異就能找出聲音來源。

不過這個方法並非萬能。如果狐狸的頭靜止不動，聲波的定位就會從一個點變成美麗的曲面，從聲波來源一路延展到狐狸的頭部。狐狸沒辦法不斷跳躍，試圖從平面上無限個點找出獵物的位置。所以牠們換成兩種更聰明的方法。

狐狸利用聲波定位獵物的位置。圖／Holyrood Magazine

掌握地球磁場，完美出擊不是問題

首先，狐狸會先動動頭或是耳朵。聲音來源和狐狸之間的曲面會變動，但是來源本身是靜止的。只要比對前後兩種曲面，狐狸就可以縮小可能範圍。轉幾次耳朵、搖幾回頭，狐狸就有足夠自信跳出那一步。不過，牠們還有另一種驚人的細微修正法。

為了了解這個方法有多驚人，建議你先去附近最髒亂的公園觀察正在排便的狗。如果天氣晴朗，牠們喜歡把身體對準南北向排便，那時候地球的磁場很穩定。但是磁場並不總是平靜的：當熔岩核心翻攪，地球表面就會捲起暴風和颮風。不過，只要牛鬼蛇神不作亂，狗的腸胃就會緊緊拴在世界的中心。

目前還不知道狐狸是否也受地球磁場影響，但是答案很可能是肯定的。狐狸絕對有順著地球磁場運轉。牠們很常向著東北方朝小型哺乳類撲去，而且這種方向的成功率更高。東北向攻擊的成功機率是 73％，西南向（跟東北向差 180°）是 60％，其他方向則只有 18％。

這種行為（目前僅知狐狸有此行為）是利用磁場計算攻擊距離，而不是位置或方向。距離比起其他兩者重要。狐狸的棲息地有各種因素會干擾距離計算。例如氣溫和濕度會改變聲波的速度，使得三角學計算出現誤差。聲波也會在草莖之間迂迴蛇行，在枝枒之間彈跳，一會兒巧妙鑽地，一會兒乘風嬉戲。田鼠常走的路徑幾乎長不出青草，沒有窸窣聲替狐狸通風報信。就算有草，徐風也會替田鼠遮掩行蹤。如果距離掌握不佳，狐狸可能再無機會重振旗鼓，發動攻擊。

地球磁場影響了狐狸的狩獵行為。圖／phys.org

所以狐狸習慣對著磁場的固定角度（偏離北邊 20° 最佳）跳躍，牠們很熟悉這個角度發出的聲音。磁力線和聲線交會之處，獵物就在那裡。還記得英國空軍精準投下彈跳炸彈，轟炸德國魯爾水壩（Ruhr dams）的事嗎？當兩道聚光燈在水面交會，飛行員就曉得他們來到正確的距離，是時候該按下投放鈕。狐狸的狩獵也是同樣道理，只不過牠們的聚光燈是聲波和磁場，炸藥則是爆發的延伸腿筋以及其他約一百條充滿血液、淋巴和飢餓的肌肉纖維。

用磁場跟地球來場親密接觸吧！

真實感受到地球方位是什麼感覺？我也會向狐狸一樣轉頭試圖對準聲音來源，但是假如能靠體液判斷西北方位呢？那表示我的每一步從此都有憑有據，我將和世界萬物建立起緊密聯繫。以前我只是挑個地點製造各種髒亂，如今我將是真正的地球居民。

有一次，我在酒吧聽到幾位老婦抱怨世道衰微。當然，問題都出在年輕人身上，現在的年輕人跟以前不同了。換個有趣的角度，別把她們想成閒閒沒事做、淫蕩、不懂尊敬或爛醉的低下階層老嫗（就算是實情），她們只是對地球磁場過於敏感罷了。

「妳知道嗎，那些傢伙說教會什麼的全都沿著磁力線連成一條，一路連到古老山丘之類的。」

「不會吧！」

「是真的。妳聽我說，他們說全國到處都是磁力的線，古代人知道這回事，所以把房子都蓋在線上。」

「才怪！」

「是真的啦，說不定我現在就坐在線上呢。屁股好像有點麻麻的。」

對話就這樣繼續下去：屁股麻、胸部麻，那條難看的長褲也跟著帶電了；從貝尼多爾姆（Benidorm）買來的二手壁爐找人看過風水了。老婦徹夜咯咯笑，我則點了一瓶原本以為不需要的啤酒試圖麻痺自己，埋首於《綠斗篷》（Greenmantle）中。

被老婦嫌棄的孫子說得對。隨便找一隻狐狸、叢林居民、正在半蹲撇條的狗，或是現代文明之前的任一人，他們都會點頭稱是。除了埋葬和直接踩進土裡之外，是磁力讓人類定錨在地球上。我們是吸在冰箱上的字母磁鐵，要拼出有條理的單字，唯一方法就是待在原地不動。如果像晚期舊石器時代那樣不帶磁性，人類就會盲目失根，不曉得身在何處，無法與土地親密相處，更不明白自己是誰，又為何出現在這裡。

是磁力讓人類定錨在地球上。圖／Public Domain, wikimedia commons

至少在滴到啤酒的筆記本上，我如此自以為是又幼稚地寫下這段話。我的磁力並不比老婦強。我的祖先和老婦的祖先，都在幾千年前砍斷自己的雙腿，挖出雙眼。但至少我很清楚，失去雙腿雙眼的人類確實弱化了。

也許是我誇大其詞。狐狸對準磁北極二十度出擊，其實只是像乒乓球選手轉動手腕，以求擊出角度最大的上旋球。但無論如何，這個角度絕對是刻意對準的。於是斟酌之後，我認為自己並沒有誇大，因為世界級乒乓球選手和球桌的關係是如此奧妙。對我來說，那張球桌僅僅是一塊木材；對選手而言，那是展現奇蹟的舞台，也是繡出絕無僅有美景的刺繡架，這一切都是因為選手和球桌建立起關係。

所以說，沒有磁力的我，只能把這世界看成幾片木材，而不是國際桌球錦標賽的專用球桌。反觀狐狸，可是不分晝夜打著乒乓呢。

本文摘自《變身野獸：不當人類的生存練習》，行人文化驗室出版。

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眼神犀利，貪吃也不怕被蜜蜂刺

盛夏的天空通常是一塊嚴格分層的鳥類三明治。樓燕在最上層覓食，岸燕（martin）在牠們下方，家燕（swallow）則用尾波掃動青草尖端。樓燕有時會切進岸燕的地盤，而當天空變得厚重，充滿潮濕的電力，樓燕還會繼續往下，飛進家燕的田野和湖泊。

樓燕吃東西很講究挑剔。儘管牠們一天抓五千隻以上的昆蟲，嘴巴張開跟一張拖網一樣寬，卻很少真的拉開網子捕食。牠們喜歡大型不帶刺的昆蟲，願意為了吃這種蟲而飛離航道。牠們很擅長辨別極細微的差異。比如獵食蜜蜂時，牠們只挑沒有毒刺的雄蜂。各位不妨試試用 15 m/s 的速度辨別雄蜂和工蜂。樓燕並不是看到外表危險的昆蟲就隨便抓，因為牠們也會吃其他偽裝成蜜蜂和黃蜂的無刺昆蟲。我們不曉得樓燕如何分辨雄蜂工蜂，但肯定是靠視覺。

樓燕有時會切進岸燕的地盤，而當天空變得厚重，充滿潮濕的電力，樓燕還會繼續往下，飛進家燕的田野和湖泊。圖／ By Tomasz Kuran @ wikimedia commons

樓燕是一群猛禽，是從空中盯住目標的獵犬，牠們猛撲起來跟㹴犬沒兩樣。牠們有兩個眼窩：一個比較淺，單眼用；另一個是比較深的放大鏡，深眼窩大概也可以當成雙筒望眼鏡，用來計算快速移動的昆蟲距離。

樓燕好比獵豹（cheetah）或遊隼，一發現囊中物，就會依照獵物體型保持一定距離，如同遊隼跟鴿子、獵豹跟湯氏瞪羚（Thomson’s gazelle），或者我跟對面山丘的赤鹿。每隻獵食者都有相同的視覺空間問題要解決。樓燕跟遊隼一樣，會一邊點頭一邊接近獵物，不斷切換宏觀和細節的視角。有效運用深淺眼窩，才能避免吃到那根毒刺。

無聊嗎？來打打獵吧！

樓燕平時在天空平原純以獵捕為樂，但要是煙囪自動送上新鮮大餐，樓燕也會毫不客氣地大快朵頤。

有一次我正巧目睹一場獵殺派對，那時我正拖著一個小小孩要送去托兒所壓制一陣子，突然路邊樹林上空爆出一群黑壓壓的尖嘯火花。樓燕出現在剛從樹頂送上去的大餐前，每一隻都不浪費任何時間急轉彎，一個勁地開路，擠過左右張嘴的頭，想辦法飛到蟲子最密集的區域。

我們跑到街道對面，我叫三歲的孩子躲在蕁麻裡，我則盡可能爬到最高的樹頭，那棵樹可真夠高。我坐在樹頂下第一個分岔的樹枝，一頭探進三角洲的獵殺地帶。

我看見一條舌頭，短短粗粗，又灰又乾。我看見自己，一臉痛苦又瞠目結舌的表情，一股冰涼的電氣往下撫過臉頰。我猛咬住一整口的幼蟲，吐到一台從 275 公尺外送小孩來的全新賓士車頂。

這是我最接近樓燕的一次。至於要變成樓燕？我不如直接扮上帝算了。

我替自己繫好吊帶，任由降落傘把我拖向天空。我嚐到了高空的滋味，但我的味覺本來就是設計給約身高六呎（183 公分）的高度，而不是 1.8 公里。我聽到了狂風的怒吼，但我的耳朵只是固定在大頭兩側、不斷翻動的器官，被持續湧出來的強風往下壓。上升的時候，我沒能去感受隨高度變化的氣溫。我因滿心恐懼又滿腦子思緒而漲紅了臉，無暇注意溫度，身體其他部位則包在羊毛和尼龍裡，碰不到空氣。

外表可愛的樓燕其實會以獵捕為樂。圖／By Klaus Roggel @ Wikimedia commons

天空才是我的家：遠離塵世的鳥兒

樓燕靠呼出的空氣形狀來感覺地面距離，並仔細嗅聞一整排的氣味高柱。牠們在地球的反射影像（就跟太妃糖蘋果一樣又密又黏）中狩獵。

我從樹林和田野往下看，就只看到樹林和田野。樓燕則看到提供外送服務的披薩店。你不必親自跑一趟，只要打一通電話，跟另一頭空洞的聲音點餐就行了。你不太清楚那裡到底有什麼，從來也沒細想過，只大概知道位置。如果非說不可，你大概會把那家店當成地標，用來指明去別處的路（就像樓燕會用路上標誌來辨認方向）。但是這地方除了供應披薩之外，其他絲毫引不起你的興趣。樓燕的家在空中，地面只負責運送食物。

難怪詩人總把樓燕形容成遠離塵世的存在。若真有生命能存在於天上，那就非樓燕莫屬。

要變成樓燕，最大的問題不是牠們在空中，而我在地上。速度才是棘手之處。人類的速度慢到不行。人類和樓燕眼中的空氣質地差異頗大，但比起兩方生活步調的差異簡直不算什麼。

樓燕的生命，就是無止盡的奔波

就壽命而言，樓燕跟許多人類有得比。最長壽的樓燕活了 21 年。真正的差異在於牠們每一年投入的生命多寡。

以下是一點算數，因為數字也能透露出某種真相：

每年春天和秋天，樓燕從牛津飛越 9 千公里左右到剛果，等於一年 1 萬 8 千公里，這還不包括日常生活移動的距離。秋天 66 天（飛行 30 天，停留 36 天），春天 26 天（飛行 21 天，停留 5 天）。

算起來秋天每日平均飛 300 公里左右，春天每日平均約 430 公里。

我們可假設停留期間每天飛行 75 公里覓食、遨翔、睡覺、歡欣鼓舞，而非遷徙期間則每天飛 100 公里。這樣一來：

春季遷徙：9 千公里＋停留期間 375 公里

秋季遷徙：9 千公里＋停留期間 2700 公里

其他時間：273 天×一天 100 公里＝2 萬 7 千 3 百公里

一年總計：4 萬 8 千 3 百 75 公里

乘以 21 年就是 101 萬 5 千 875 公里，大約是地球到太陽距離的 1/150，或者地球到月亮距離的 2.6 倍。

樓燕身長約 16.5 公分，我身高約六呎（183 公分），差不多 11 倍。如果按照這個比例，我在 21 年要行走的距離等於地球到太陽距離的 1/13，或者地球到月亮距離的 29 倍。若繼續保持這個速度，等我活到 84 歲（長壽樓燕換算成長壽人類的年齡），我就會步行地球到太陽距離的 1/3，或者地球到月亮距離的 116 倍。

但樓燕的一生不只是遷徙和殺生（雖然一想到每隻樓燕要做數百萬次的評估、緊密瞄準、轉頭、掠食就已覺得很驚人）。21 年中牠可能會繁殖 19 次，每一季出生的雛鳥最高平均 1.7 隻，等於繁殖期總共生出 32 隻雛鳥。乘以 4 倍後，等於我要生 128 個小孩。

以樓燕的時間來說，作者要生出 128 個小孩。圖／By akshayapatra @Pixabay

以上是牠們花時間做的事。但牠們能理解自己在做什麼嗎？假設（對，這是一個很大膽的假設）樓燕跟人類一樣會看影片，當牠們看著自己的一生，牠們會不會覺得自己飛很快？覺得萬頭鑽動、覓食昆蟲的影像很瘋狂？

如果這些問題具有任何意義，樓燕肯定對速度擁有某種程度的概念，不管多麼粗糙。

移動越快，世界則慢

蝸牛移動的速度非常非常慢，只能察覺超過 1/4 秒的動作。如果你在蝸牛面前擺動手指一秒超過 4 次，蝸牛只會看到一根靜止不動的指頭。樹懶則是凍結了動作：模糊一切、簡化一切、整合一切，整體的許多細節就在整合中流失。如果時間屬於事物的一部分，那麼事物的獨特部分都將被抹除，而且還讓你以為自己看到事情的全貌。

速度太慢會將時間從視覺中抽離，過度簡化是一種欺騙。

樹懶凍結了動作，模糊一切、簡化一切。圖／ By Christian Mehlführer @ Wikimedia commons

另一方面，只要速度夠快，你就能看見時間的價值，從時間的視角看到你的工作應有的貢獻，並注入複雜和細微的差別。如果你跟某些鳥類一樣，可以聽出間隔短於百萬分之二秒的聲響，你就知道聽起來乏味的鳥鳴其實非常繁複。如果有人類聽得見，他們肯定會被震懾到跪倒在地。

只要解析度夠高，你就能見證奇蹟，包括鳥鳴、視覺、哲學、神學。唯有看不見毛毛蟲的腳像天鵝絨一樣擺動，聽不見藏紅花（crocus）鑽出土壤的咕噥聲之人，才不敬神。通常也怪不得他們。

換一種說法：速度很快的硬體和軟體會讓世界腳步變慢。我得把鳥鳴慢速播放，辨識力很高的鳥兒才會聽到我耳中的版本。如果兩個聲音間隔百分之二秒，我大概就能聽出前後聲。鳥類一秒可以聽完的聲音，我大概要花 2 小時 45 分鐘。

如果鳥鳴繼續照這個速度播放，而這隻鳥（姑且說是樓燕）活了 21 年，那麼既然牠每單位時間投入的生命是我的一萬倍，這隻樓燕實際上就活了 21 萬年，等於東非第一位現代人類與我們之間的距離。

樓燕眼中的人類，就如蝸牛般緩慢

現在再試著從物理速度來看，我們得悉心注意許多不同的神經型態。蝸牛最快一小時爬一公尺，因此牠們的視覺辨識功能可能極度粗糙。

樓燕長距離遷徙的最高速度紀錄是（顯然是順風飛行）一天 650 公里。春天遷徙的平均速度則是一天 336 公里。研究人員用追蹤雷達測量樓燕的飛行速度，發現春天遷徙時每秒可飛 10.6 公尺，如果持續二十四小時，等於一天飛 916 公尺。

世上速度最快的人類尤塞恩．波特（Usain Bolt）跑百米時一秒最快可達 12.4 公尺，然後一跑完就停下腳步，大口喘氣，旁人立刻替他裹上毯子，遞上運動飲料，還抬到肩膀高度繞場致意。樓燕一天要飛一百公尺的 3360 倍，連續將近一個月，一邊覓食，一邊穿越沙漠、海洋和群岳。相比之下，人類最快的速度也不過跟蝸牛一樣罷了。

樓燕飛得又快又遠，相比之下，人類就像蝸牛一樣。圖／ giphy

當然，以上理工宅的算數比較法有幾個明顯不受認同的理由，我一邊打字就一邊自行想到一些。這些反對意見我通通同意。但是就算上面的數字毫無價值，還是值得寫出來，方便我稍後提出其他論述。

數字或許是樓燕使用的文法。文法不可或缺，但光有文法寫不成詩。我試著用散文方式寫作，因為一遇到樓燕，任何詩句都一敗塗地。

本文摘自《變身野獸：不當人類的生存練習》，行人文化驗室出版。

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隨著人類大規模排放廢氣與污染物，海洋環境趨向高溫和高酸度，台灣周遭的海洋生態也因此逐漸變化。中研院細胞與個體生物學研究所的曾庸哲助研究員，透過對多種台灣臨海生物的生理學、生態學研究，發現「代謝能力的演化」是適應極端化環境的關鍵。

礁溪海邊神秘基地：臨海研究站

宜蘭礁溪 191 縣道兩側遍佈魚塭與田野，在零星農舍之間，矗立著幾棟潔白的三層建築，最寬闊的主建築牆上漆著「中研院臨海研究站」。 攝影／林婷嫻

迄今成立十五年，和中研院隔著雪山山脈，距離海岸僅兩公里的臨海研究站是許多台灣生物學工作者、甚至中研院同仁也還不知其名的低調單位。

臨海研究站具備室外的十多個戶外養殖池，在室內有許多游泳池大小的養殖池，有些水深及腰，在走道上可以看見池內將近一米長的石斑整群游動。隔壁池則是可以調節體色、隱匿在池水中的軟絲、花枝。深達四米的巨型池尚未啟用，未來將作為海底生態系的模擬實驗空間，甚至需要潛水到巨型池裡做研究。

中研院臨海研究站的部分環境。 攝影／林婷嫻；圖說重製／張語辰

這裡簡直是相關研究的天堂！我們的設備完全不輸國外研究站，我們需要的是能讓設備動起來的人才。

曾庸哲是研究站最年輕的助研究員，但他對臨海研究站的學術定位以及發展藍圖卻有著宏大的想像。在他的心中，台灣是海島國家，在海洋研究上有很明確的優勢，去年被派駐到臨海研究站，對自己設定的目標就是──讓這裡成為具有國際競爭力與知名度的研究單位。

台灣應該要發展的是，有地方特色的基礎生物學研究。我們不應該再繼續用別人、別的地方的標準套在自己身上。

曾庸哲對臨海研究站的期許並不只是本著新任研究員的熱血，他強調，宜蘭外海處在亞熱帶與熱帶區域交界處，也是重要的鰻魚洄游場，具有豐富的生物多樣性。當地沿岸有黑潮與湧升流交會，來自深海的湧升流帶給黑潮豐富的營養鹽，滋養大量浮游生物，成為其他海洋生物的重要營養來源，是值得投入精力研究的複雜生態系統。

被問到為何在臨海研究站進行研究，曾庸哲說：「我想了解活著的生物的樣子，不只是死掉以後。」 攝影／林婷嫻

他研究台灣周遭的海洋生物如何適應逐漸極端化的環境，並以動物行為學、演化生理學、解剖學、生態學等多面向的角度，建構宏觀的系統生物學，從中尋找可協助人們面對極端氣候的知識。

他曾經以台灣近海的海水進行研究後投稿，卻被編輯質疑「為何使用已酸化的海水實驗？」曾庸哲說：「在地的生物學研究不應該為了符合外地標準而改變實驗條件，中國的大量排廢早已影響鄰近的海洋酸度了。於是我直接回答『因為台灣周遭的海水實際上就是酸度較高。』後來那篇研究反而得到很多引用次數。」

這些生物如何適應這麼劇毒、嚴峻的環境，未來的海洋環境可能就是這樣，我們有必要了解牠們是如何適應，以瞭解未來生態系的演變。

海底火山劇毒環境的居民：烏龜怪方蟹

宜蘭外海的龜山島是一座年輕的活火山，周遭海底還藏有將近 60 處噴口，間歇地湧出超過攝氏 110 度的強酸性硫磺泉與火山濃煙。噴口熱泉含有純度高達 99% 的元素硫以及有毒火山氣體，使噴口周邊的海水 pH 值遠低於其他海域，硫磺礦覆蓋著海床，幾乎沒有動植物可以適應如此高溫強酸的環境。

物理條件嚴酷、缺乏初級生產者的龜山島周邊海床，卻是曾庸哲與國際團隊合作的研究對象「烏龜怪方蟹 (Xenograpsus testudinatus)」的密集棲地。 圖片來源／Strong Ion Regulatory Abilities Enable the Crab Xenograpsus testudinatus to Inhabit Highly Acidified Marine Vent Systems

牠們從海平面下 3 公尺的淺海床，分佈到 20 公尺下的較深海底，每一平方公尺平均超過 300 隻。烏龜怪方蟹體寬 2~3 cm，相對於人們印象中的螃蟹，牠們體態嬌小、動作溫馴緩慢，甲殼並不特別厚實、雙螯也短小，卻是該棲地的最優勢物種。

曾庸哲和團隊成員在採集烏龜怪方蟹的過程儘管有潛水裝備保護，依然飽嘗環境的艱辛。他笑著說：「湧泉的氣味非常臭，烈日曝曬下，我幾乎把胃裡的食物全部吐出來。回家休息時，棉被枕頭都是硫磺味。就算洗過澡也一樣。」

個頭小小，卻能憑著「代謝能力」適應高溫、強酸、劇毒環境的烏龜怪方蟹。 攝影／林婷嫻

烏龜怪方蟹真的很弱，人就算被牠們夾到手指也不會喊痛。牠們缺少捕食能力，靠著撿食落到「海洋雪」維生。海洋雪是淺海浮游生物在海流較弱時，被垂直上升的高濃度火山口噴出物殺死，死去的浮游生物如雪片般沉降到海床上。此時烏龜怪方蟹就會從礁岩隙縫中蜂擁而出，撿食海洋雪。一旦海流增強，火山噴出物隨之轉向，海洋雪就會停止。

「海洋中有很多食腐動物，只有怪方蟹適應這裡的淺海熱泉噴口區域。我最好奇的是，牠們怎麼能夠適應這麼高濃度的硫以及如此酸的海水？」曾庸哲透過生理學實驗發現，烏龜怪方蟹可以製造碳酸氫根，螯合體內的氫離子，以調節體內的酸鹼值。並有很強的排硫能力，甚至可以將「硫」轉換成類似硫磺酸的能量來源。

烏龜怪方蟹體內的「氫幫浦」假設模型。資料來源：Strong Ion Regulatory Abilities Enable the Crab Xenograpsus testudinatus to Inhabit Highly Acidified Marine Vent Systems 。圖說重製／林任遠、張語辰

烏龜怪方蟹貌不驚人，但運用「碳酸氫根離子」調節「氫離子」的生理能力是一般魚類的 50 倍左右，而牠們的鰓代謝能力也比其他螃蟹更強、更豐富。我們正在探索這些能力的來源。

海水酸化後，軟絲、花枝會怎麼生存？

罕見的烏龜怪方蟹之外，台灣餐桌上常見的軟絲（萊氏擬烏賊，Sepioteuthis lessoniana）、花枝（虎斑烏賊，Sepia pharaonis）和吳郭魚（Oreochromis mossambicus）也是曾庸哲的研究物種。

曾庸哲說，軟絲活動量非常大、移動能力強，代謝率平均是一般魚類的兩倍，足以在海裡和魚類競爭食物。牠們可以透過體色變化和配偶溝通，並且在產卵後會有清理、移動卵囊等育幼行為。下面影片中可看到，與軟絲同為頭足類的花枝爸媽，正將卵囊移動到環境比較好的地方，例如氧氣比較充足之處。

曾庸哲強調，軟絲、花枝這些頭足類非常聰明，堪稱「海中的靈長類」。對棲地很敏銳，根本不會前往劣化的環境繁殖，可以視為一種環境指標。軟絲喜歡棲息於淺海礁岩區，特別是珊瑚礁地形，牠們會將條狀的白色卵鞘產在珊瑚分枝或海草之間。但近年來台灣週遭海域前來產卵的軟絲族群明顯地減少，正是環境污染破壞珊瑚礁生態，進而影響軟絲行為的結果。

臨海研究站獨有的巨大室內養殖空間，讓曾庸哲得以養育數對軟絲，觀察牠們的適應能力。他說，「頭足類需要非常乾淨的海水，研究站裡的海水從兩公里外以高壓幫浦運送，再行過濾和臭氧殺菌並控溫，可以讓軟絲的卵免於氧化壓力。」

透過酸化適應力實驗，曾庸哲發現軟絲可以有效利用「銨離子」調節體內的酸鹼值，而相對於章魚等其他頭足類生物，軟絲有更強的酸化適應力。

在 pH 8.1 的海水中，軟絲在鰓管腔進行銨離子調控，讓體內血液維持在 pH 7.4 。 資料來源：Branchial NH4+-dependent acid–base transport mechanisms and energy metabolism of squid (Sepioteuthis lessoniana) affected by seawater acidification 。圖說重製／林任遠、張語辰

但是酸化的環境，卻仍然會使軟絲的卵難以順利孵化。曾庸哲提醒：即使我們刻意將竹叢丟進東北角沿海，吸引軟絲來產卵，但海洋酸性卻一直提升，那麼恐怕難以讓軟絲回來。

和軟絲同為頭足類的花枝寶寶，住在像嬰兒房的卵囊裡。若海水溶解過多二氧化碳而酸化，花枝寶寶會透過銨離子調控平衡體內酸鹼，但最後整個卵被包在充滿阿摩尼亞的液體中，難以孵化。 圖片來源／曾庸哲實驗室

一代不如一代？吳郭魚的生存策略

在軟絲的養殖槽隔壁，就是吳郭魚的養殖區。曾庸哲對吳郭魚的研究起點是養殖業者的實際困難──寒害。他說：「漁政單位經常在寒害前呼籲養殖業防寒，但是目前沒有真正具備優越效果、成本划算的實際辦法。於是我想到了最傳統的方式，也就是育種。」

經過長期實驗，你才會透過跨世代研究了解生物告訴你的故事。沒有想當然耳的演化。

曾庸哲在中研院觀察到四分溪裡的魚會逆流，得到的啟發不是「人要奮發向上」，而是透過測試逆流能力，來培育耐低溫的吳郭魚品系。四年來，他持續在不同溫度進行實驗，發現野生種的吳郭魚在攝氏 22 度的逆流能力，只有 27 度時的一半左右。而能適應低溫的吳郭魚品系，到第三代時血液中的「游離胺基酸」等生理數值確實開始出現變化，到了第四代，他卻有了意外的發現。

「耐低溫品系的第四代，不論是在常溫或是低溫下，逆流能力的表現都比野生種更弱。我們原本的假設是會愈來愈強，結果居然相反。」這種變化的原因還不確定，但是目前曾庸哲如此假設：耐低溫品系的親代可能會傳遞化學訊息給子代，讓子代發育成「比較擅長保留能量」以適應低溫逆境的性狀。因為逆流能力強、能量消耗較高的個體，較難在低溫下生存。

跨世代研究，找出生理演化的原因

曾庸哲說，透過跨世代的遺傳性狀觀測，人們才能發現酸化、暖化的海洋對生物的實際影響，這些影響經常在我們的意料之外。例如酸化的海水會使某些魚類的子代排酸能力大幅增強，但是再下一代的個體在酸化環境之中會變得非常緊張，難以正常行動。

他強調：「我們可以發現某些生物對逆境是耐受型，另外一些是敏感型，這不代表下一代就會更為耐受或更敏感。」因此，曾庸哲團隊正以跨世代實驗，研究酸化是否會影響海洋生物的行為、棲地的範圍，以及其卵子、精子的環境耐受性與游動能力。

知道去哪裡找到答案，知道知識在哪裡，比死背知識重要。

研究橫跨多領域的曾庸哲說，自己是個大器晚成型的學生，在大學時花費更多時間在課外娛樂，到博士班階段才開始大量閱讀，累積知識形成未來研究主題。他覺得學生最重要的特質不是知識的多寡，而是求知慾的高低。他說，「不懂不代表笨，問就好了。」

延伸閱讀

• 曾庸哲的實驗室網頁
• Branchial NH4+-dependent acid–base transport mechanisms and energy metabolism of squid (Sepioteuthis lessoniana) affected by seawater acidification.
• Strong Ion Regulatory Abilities Enable the Crab Xenograpsus testudinatus to Inhabit Highly Acidified Marine Vent Systems.
• Investigation into extremely acidic hydrothermal fluids off Kueishan Tao, Taiwan, China.
• Perfused Gills Reveal Fundamental Principles of pH Regulation and Ammonia Homeostasis in the Cephalopod Octopus vulgaris.
• 採訪編輯｜林任遠
• 美術編輯｜張語辰

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本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

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