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那些不小心被科學家玩來玩去的動物們!搞笑諾貝爾獎動物特輯

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口以不要玩窩們嗎 (๑•́ ₃ •̀๑)。圖 / Pexels

第 30 次第一屆搞笑諾貝爾獎 (Ig Nobel Prize) ,即將在臺灣時間 9 月 18 日上午登場!而這個年年有新梗、處處有新意的頒獎典禮,總是讓大家驚喜不已。俗話說:「認真的科學家最搞笑」(誤),回顧典禮過去 29 年的歷史,可以發現不少獲獎的研究都和動物有關,那些年不小心被科學家玩來玩去的動物,到底有哪些呢?就讓我們一起來看看吧!

袋熊能自產自銷布朗尼?!才不!是方形便便!

首先登場的動物好朋朋就是「袋熊」啦!這個圓呼呼、毛茸茸的動物,可是有拉出立方體便便(號稱布朗尼激似款)的技能哦!不過袋熊到底是怎麼做到的呢?方形便便對袋熊來說又有什麼特殊的意義?

袋熊
這是袋熊本人。圖 / JJ Harrison (jjharrison89@facebook.com) – Own work, CC BY-SA 3.0Link

為了找出布朗尼方形便便的身世之謎,科學家把袋熊送去照 CT (電腦斷層)。他們原先假設袋熊的肛門是方的。不照還好,一照不得了,袋熊的肛門不折不扣是圓的啊……

不氣餒的他們又提出另一個假設:「袋熊的腸子是方的!」。

研究團隊解剖了被路殺的袋熊,將腸子從頭到尾檢查了一次,發現袋熊便便從腸道頭的一團鬆軟,到了腸道末端才逐漸變硬、變方。而腸道組織切片的結果指出,袋熊的腸道肌肉發育不均勻,不同位置的組織厚度有差異,這也造成便便通過腸道各處時擠壓力量相異,才導致袋熊的便便呈立方體之態。不僅如此,研究團隊還發現,袋熊會把眾多便便堆高高,放在岩石或倒木上,用來宣示主權、和異性打招呼。

而打破我們與袋熊便便距離的科學家們,就是 2019 年搞笑諾貝爾物理獎得主──楊佩良 (Patricia Yang) 與胡立德 (David Hu) 的團隊,一起來看看他們的研究吧!

你學我,我學你,黑猩猩與人類的模仿大賽!

第二個被玩(?!)的動物就是黑猩猩啦! 2018 年搞笑諾貝爾人類學獎得主是來自瑞典的 Tomas Persson 博士與他的團隊,他們發現黑猩猩和人類不但會你學我、我學你,而且相互模仿的比率相近;更重要的是,黑猩猩的模仿行為可能還具有社交功能哦!

模仿行為很重要嗎?對,就是很重要!

模仿 (imitation) 在人類演化的過程中具有重要的意義,代表著認知 (cognitive) 與社交溝通 (social-communicative),也因為有模仿的能力,讓我們在小時候能學會說話,或是透過肢體動作來表達自己,和其他人建立關係。然而,研究團隊雖然觀察到了不少黑猩猩的模仿行為,但具不具有社交功能又是另一回事了,為了回答這個問題,他們開始在動物園內進行秘密觀察……

富魯維克動物園的黑猩猩。圖/Udo Schröter@Flickr

觀察對象是 5 隻黑猩猩,只要牠們透過玻璃和遊客近距離互動,研究人員就會記錄下來。歷經 52 小時的觀察馬拉松後,總共記錄到 354 組跨物種間的互動,而從模仿對方動作的比例來看,不論是遊客模仿黑猩猩,還是黑猩猩模仿遊客,大多落在 10%。

有趣的是,如果人類做出黑猩猩的本能行為,像是抓癢、打哈欠,牠們大多不以為意;只有出現像是拍手啊、以唇貼上玻璃窗啊,或是用手敲玻璃啊,這種雙方都能做出來的非本能動作時,才比較容易出現模仿行為,而這可能就是為了社交而做的動作。

想看真實版的《侏儸紀公園》?替雞裝上尾巴就行!

如果想看恐龍走路,除了跟著哆啦A夢和大雄搭上時光機回到過去外,還有沒有其他更實際可行的方法呢? 2015 年搞笑諾貝爾生物學獎得主─ Bruno Grossi 和他的團隊突發奇想,在雞的身上固定一個假尾巴來模擬恐龍行走。

這樣也行?您在跟我說笑嗎?

這個看似荒唐又搞笑的研究,可是超級無敵認真的唷!目前學界普遍認為,鳥類從獸腳類恐龍的祖先演化而來,漸漸演化出不同的形態與特徵,雖然大多數的鳥類已經和獸腳類恐龍差距很大,但從腳、羽毛,以及中空又堅固的骨骼這三個特徵來談,兩者還是非常相像的。

萬事俱備,只欠東風,拿雞來模擬恐龍走路,還缺少一個重要元素──長長的尾巴。研究團隊發現,當雞有了假尾巴,牠們的行走方式和站立姿勢會產生變化:股骨和膝蓋的位置和一般的雞不一樣,運動方式則從「膝蓋驅動模式」變成「臀部驅動模式」。

研究一的三組雞,控制組(C)、加上鉛塊的雞(CW)和用黏土固定假尾巴的實驗組(E)。圖 / Grossi B, et al. PLoS One. 2014 Feb 5;9(2):e88458.

為了證明雞不是因為增重而改變運動方式,研究團隊再幫雞朋朋們穿上鉛衣,這些鉛塊的位置更接近牠們的身體重心,如果雞因為重量而改變運動方式,那研究真的就是來搞笑的(大誤)。

幸好,皇天不負苦心人。實驗結果發現,即使加上了鉛塊、改變重心位置,裝上尾巴的雞並不會改變運動方式,也得出了恐龍演化成鳥類,可能就是從臀部驅動演化為膝蓋驅動這樣的結論。

貓主子一直敲鍵盤怎麼辦?只好寫個軟體阻止他!

你常被家中貓主子的調皮搗蛋(牠本人應該不這麼認為)搞到崩潰嗎?任性的貓咪一旦接近電腦,你是否感到背脊發涼,深怕下一秒電腦裡的資料就要登上西天了呢?嘿嘿,不用擔心,有人幫你想好了!

再賣無辜啊! 圖 / sethness

2000 年搞笑諾貝爾電腦科學獎的得主 Chris Niswander,就發明了電腦軟體──「貓咪剋星」(PawSense),用來阻止這種憾事發生。這套軟體能藉由分析打字的時間長度與組合,來分辨此時打字的是你飛快的雙手,還是貓咪隨興的踏踏;如果發現是貓在作怪,電腦就會發出震耳欲聾的打擊樂,或是其他貓咪不喜歡的音樂。

萬一貓咪耳朵不好使,又該怎麼辦呢?

軟體還有另一種機制能對付聽力不怎麼好的貓咪,那就是要求使用者在鍵盤上輸入 “human” 才能繼續使用電腦。可想而知喵主子只會打出一串亂碼,想破解?門都沒有!

所以我說不要玩動物辣!圖 / 梗圖產生器

除了上述這些和動物有關,「乍看令人發笑,後又引人深思」的研究外,其實還有許多和動物好朋朋脫離不了關聯的有趣研究,像是狗狗指北針白馬不怕馬蠅哺乳類動物的尿尿時間大概是 21 秒等等,而泛科學也有替大家整理搞笑諾貝爾獎特輯,有興趣的科夥伴們也可以點進連結查看唷!如果你和我們一樣,十分期待今年的搞笑諾貝爾獎,那就不要錯過泛科學在典禮當天的文字報導,歡迎大家持續追蹤相關資訊!

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疫情也阻止不了的2020搞笑諾貝爾獎!宅在家慶祝這充滿 BUG 的一年

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作者 / Y 編、S 編,以及在旁邊打雜的 U 編

2020 年第 30 次第一屆搞笑諾貝爾獎在 9 月 18 號早上隆、重、登、場啦!好啦,雖然因為今年的疫情,整個典禮改為線上舉行(而不是平常的桑德斯劇場),不過,也正因為如此,今年參與的諾貝爾獎得主數量也超級多,真是族繁不及備載啊!(我就承認我懶)

視訊頒獎典禮! 圖 / 頒獎典禮直播截圖

對於大家來說,今年都是 bug 很多的一年,而今年的搞笑諾貝爾獎主題,似乎正呼應了這讓人印象的 2020──「蟲子(bug)」!

今年的主視覺。 圖 / 頒獎典禮直播截圖

今年的得主都會拿到一個「蟲蟲獎盃」!這個獎盃是張 pdf,得主們可以印下來、自己將它折成一個六面紙盒,每一面都是一隻「蟲」,上頭有:跳蚤、電腦「BUG」、蟑螂、金「龜」車等等。同時,得主也會收到一張紙質獎狀和十兆元辛巴威幣XD

獎狀和紙摺的獎盃。 圖 / 頒獎典禮直播截圖

那我們就來看看30次第一屆搞笑諾貝爾獎獎落誰家吧!今年可是有很多大大們得獎呢。

聲學獎:所以說,鱷魚吸了氦氣會怎樣?

這個研究本身其實是非常認真的,研究者們想要了解鱷魚的發聲跟我們有什麼不同,而由於水中與在空氣中的聲音傳播方式不同,也為這個研究增加了不少難度。

Chinese alligator. 圖 / wikimedia commons

那麼,為什麼這麼一本正經的研究會得獎呢?這是因為其中有個環節,科學家們決定讓揚子江鱷 (Chinese alligator) 吸入氦氣,再看看他們的發音會變得怎樣?:)他們將雌性的揚子江鱷放入密閉的箱子中,分別讓鱷魚吸入正常空氣以及氦氣氧氣混和的氣體,混合氣體能讓鱷魚正常呼吸,但會改變聲譜的共振峰分布。

心理學獎:想知道人自不自戀?看眉毛就知道!

自戀者雖然有其迷人之處,但有時和他們相處久了總是會碰到些「bug」。那要如何一眼就認出他們呢?今年的搞笑諾貝爾心理學獎的研究告訴我們:看眉毛吧!

研究團隊將自戀人格的人的面部特徵展示給受試者看,發現從眉毛能相當準確的判斷出自戀者。

物理獎:地震時蚯蚓怎麼動?搖搖看就知道!

你有沒有好奇過,遇到地震時,蚯蚓到底會如何呢?是會跟著地震一起搖晃?還是怡然自得待在原地不動如山呢?想要找到解答,那就把牠們搖搖看啊!

論如何測量蚯蚓。 圖 / 原文研究

首先,讓蚯蚓平平地躺著,再來,給牠來點上下震動的波,然後……叮!恭喜您獲得了一隻會以法拉第波震動的蚯蚓!而所謂的法拉第波呢,指的是因為流體不穩定性而產生的一種非線性駐波。

而由於大部分生物體中都充滿液體,所以我們所觀察到的非線性波,可能在日後對於生物學和醫學都會有所幫助。

經濟學獎:收入不平等與接吻次數有關

接吻可以表達親密、傳達愛意,甚至還能改善過敏,不過,你有想過,接吻跟經濟也有點關係嗎?

研究者找來了來自 6 大洲、13 個國家的人,嘗試了解人們接吻等親密行為的態度與國民健康、GDP、相對財富之間的關係。

親起來親起來。 圖 / pixels

在這個研究中其實有不少有趣的發現:女性與較有魅力的人會較重視親吻的重要性,而更有魅力的族群通常親吻的次數較多,也對這些次數感到較為滿意。

那麼,親吻跟收入之間的關係呢?研究發現,越是收入不平等的地方,與伴侶間的親吻的頻率會更高。

昆蟲學獎:很多昆蟲學家也怕蜘蛛!啊它不就是昆蟲嘛

很多昆蟲學家也怕蜘蛛!(居然!)退休的昆蟲學家 Rick Vetter 偶然發現他做水生昆蟲的同事在他拿出蜘蛛時突然「人間蒸發」,還有當在野調時和他合作的同事警告他「不要過去那裡有蜘蛛!」,於是讓他發現:明明昆蟲和蜘蛛同樣都是節肢動物門,但卻有些昆蟲學家不怕昆蟲怕蜘蛛!

毛毛的最可愛(大誤)。 圖 / envato elements

於是維特透過《American Entomologist》期刊,找到了41位怕蜘蛛的昆蟲學家做更深入的調查。包含讓他們從包含蟑螂、蚊子和蛇的清單中做出喜歡和不喜歡的動物排名,其中,蜘蛛幾乎是大家最討論的生物(僅次於壁蝨),這些昆蟲學家還洋洋灑灑列出了很多他們討厭蜘蛛的理由:牠們移動的方式、很多腳、會出其不意地出現等等。

雖然身為麻瓜,感覺這些討厭的地方難道昆蟲和蜘蛛不是87分像嗎……

醫學獎:咀嚼的聲音讓人很崩潰

有些人聽到別人咀嚼的聲音會覺得非常崩潰、生氣,這其實是有原因的,科學家稱之為「恐音症」(misophonia)。患有恐音症的人會對一些特定的重複性噪音,例如咀嚼、薯片的沙沙聲、鍵盤啪啪聲等等,覺得困擾、生氣,甚至會直接攻擊聲音來源。雖然聽起來可能有些好笑,但是,它其時真的會造成一些嚴重的人際影響,最後讓這些人選擇離群索居。

不要再嚼了辣! 圖 / pixaby

儘管在2000年時這樣的現象就已經被描述,但直到2017年才由英國的研究團隊發現了大腦額葉變化的證據,證明了患有恐音症的患者的確被這些聲音觸動了情緒反應。

醫學教育獎:COVID-19 全球大流行讓我們知道:政治人物對生命的影響,比科學家和醫生更直接

這獎項頒給了各國的領袖們,包括了:巴西的 Bolsonaro、英國的 Johnson、印度的 Modi、墨西哥的 Obrador、白俄羅斯的 Lukashenko,土耳其的 Erdogan、俄羅斯的 Putin、土庫曼斯坦的 Berdimuhamedow,以及美國的川普大大。

為什麼要頒發醫學教育獎給他們呢?因為在這次的疫情中,我們學到了一個極為重要的啟示:比起科學家及醫生,政治人物對於生命的影響實在是直接得多啊!

材料科學獎:用人類糞便做的刀子相當難用

有個傳說是這樣的,有個因紐特人在大風雪中沒有工具,因此用自己的糞便鍛造出了鋒利的刀,並用那把刀殺死了一隻狗,用牠的肋骨做成雪橇、用牠的皮拴住了另外一隻狗,然後消失在黑暗的風雪中(相當勵志)。但這真的做得到嗎?於是,看到了這個故事的人類學家 Metin Eren ,決定進行反向工程,來試試看人類糞便是否能夠製作成鋒利的刀。

磨刀霍霍是便便。 圖 / 原文研究

首先,當然要有對味的原料。為此他吃了八天的高蛋白、高脂肪酸的北極飲食,以便產生符合因紐特人的便便。然後冷凍、銳化,並且試圖用這把刀切開豬皮。結果發現:相當難用,刀刃一下就融化了。

管理獎:不斷外包的殺人案!所幸最後無人傷亡(咦)

案子太多怎麼辦?外包啊!2014 年,中國廣西發生了一連串「連環買兇殺人案」。得獎者是:覃佑輝、奚廣安、莫天祥、楊康生、楊廣生、凌顯四!以下我們分別用甲、乙、丙、丁、戊、己代稱之。

事情是這樣的:甲因為投資糾紛花了兩百萬元人民幣雇用乙,但乙並不想親自出馬,於是拿了一百萬將案子轉手給丙。丙不知為何也沒有親自下手,而是轉頭找了丁,先付了訂金等事成之後再付尾款。丁拿到了訂金後轉頭找戊,戊則找上了最後一位殺手──己(凌顯四)。

出乎所有人意料的是,最後最後的外包商殺手臨時反悔了,於是直接找上原定的目標,跟他約出來面對面談判,想拍下目標被反綁的照片好交差。

事情暴露之後,就這麼串粽子式的一發不可收拾,只能說,外包的品質真的是十分重要啊,品管必不可少XD

於是乎…… 圖 / 頒獎典禮直播截圖

和平獎:印度、巴基斯坦的外交官,互相半夜按門鈴又跑掉

印度和巴基斯坦之間的關係相當緊張,克什米爾邊境時有違反停火協議的行為。除此之外,彼此的高級外交官也不堪其擾:其中包含跟蹤、斷水斷電,和在凌晨3點按門鈴後逃跑。

不相信外交官們有這般如小學生幼稚的行為發生?來看看《衛報》 的這篇報導:Pakistan recalls envoy from India in ding-dong over harassment claims

原新聞報導。 圖 / 衛報

而為了呼應今年的蟲蟲主題,穿插在頒獎典禮中的短劇主角便是大家最熟悉的鄰居──小強!當牠在睡覺的時候,從蟑螂變身為……人了!牠們需要面對一個非常重要的抉擇:到底該成為蟑螂或是人呢?

如果想看劇或重溫頒獎典禮看這邊:

雖然因為疫情而沒有實體典禮,但這群科學家們還是十分自娛自樂呢!能夠在這樣的日子繼續愛著科學,實在是再幸福不過的事呀。如果大家想要支持主辦單位,可以去他們的官網贊助喔!(也可以贊助認真報導的我們<3)

那麼,今年的典禮到此結束啦!更多詳細內容請期待我們的後續報導!也可以複習一下以前超有哏的頒獎典禮,或是去看看往年的得獎內容喔!

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同伴已死,限時清理!要找出剛死去的蜜蜂,就靠這一味~

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蜂窩中,擔任「送葬者」的蜜蜂能在同伴死去的半小時內找到屍體,牠們是怎麼做到的呢?

蜂窩中的送葬者,靠味道找出屍體?

蜜蜂會把死去的同伴拖出蜂窩。圖/sciencemag.org

蜜蜂是一種社會性昆蟲,一個蜂窩中有幫忙照顧新生兒的保母,當然也有專門處理死去同伴的「送葬者」(undertaker)。這些工蜂有著很敏銳的嗅覺,能在同伴死亡後 30 分鐘內找到牠們,並把屍體帶離蜂巢。

死亡半小時遺體通常還沒開始散發出腐敗的典型氣味,要在漆黑曲折的巢穴中鎖定目標,靠得是某種特殊的香氣分子——碳氫化合物(cuticular hydrocarbons; CHCs)。這種化合物是昆蟲外表皮上蠟質塗層的一部份,有點類似我們洗完澡後塗的保濕,主要功能在維持身體的水分。

當蜜蜂還活著時,這些分子會持續散發到空氣中,方便彼此互相辨識。

遺體的加工實驗

科學家發現,當蜜蜂死去且體溫下降後,釋放到空氣中的費洛蒙也變少了。換句話說,屍體所散發的 CHCs 比活體還要少。為了證明這個理論,他們決定幫屍體加熱,然後連同普通屍體放置在蜂巢裡。

正在被加熱的蜜蜂屍體。圖/biorxiv

很快地,工蜂們在半小時內便清出了正常屍體;然而,即使只是增加個 1~2℃,這些加工後的屍體往往需要花費數個小時,才會被這些送葬者發現。

溫度影響了 CHCs 的發散

為了證明影響工蜂判斷的要素是 CHCs 的減少而不單純只是屍體的溫度高低,團隊又把死去蜜蜂身上的 CHCs 洗掉後加熱,放置在蜂巢內。這回,工蜂們正常發揮,90% 以上的遺體都在半小時內被清除了。

經過這個加熱實驗,我們可以知道工蜂要能準確判別哪裡有需要清除的遺體,主要靠的是個體身上 CHCs 的發散量,而溫度,是影響 CHCs 發散的重要關鍵。因為加工屍體所散發的 CHCs 和活蜂濃度相同,讓工蜂誤以為死去的同伴仍活著,進而延遲了遺體被清除的時間。

參考資料

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青少年叛逆期讓人頭痛?動物世界「登大人」一樣搞叛逆愛冒險

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家有青少年的父母也許都經歷過這種困擾,那就乖小孩「翅膀硬了」:他們開始不聽大人勸阻、喜歡挑戰危險;開始變得喜歡跟朋友「黏」在一起,而不是與父母談心;喜歡追尋各種新鮮事;初嘗戀愛滋味等……。

常常有人乾脆就把這段讓人頭痛的時期叫成「叛逆期」,也就一點都不讓人意外啦~
有趣的地方在於,Spears 透過文獻回顧,發現這種青春期特有的行為改變,不只是人類才有喔,在其他的哺乳類動物身上,如:齧齒類 (Rodent)、靈長類 (Primate),也能觀察到相似的行為特色 (Behavioral charactersitics),所以究竟這些行為轉變,在我們段「登大人」的過程中,有哪些重要的意義呢?

社交行為的轉變:脫離家庭的保護傘,迎向複雜多元的社會

許多青少年是非常重視同儕情誼的,就連遇到煩惱的時候,第一個想到的傾訴對象往往也是朋友,而非父母以及其他長輩。以 Csikszentmihalyi 等人的研究為例,他們發現在平均一星期之內,青少年在醒著的時候 (Waking hours) 花了將近三分之一的時間與同儕互動,卻只花 8% 的時間與父母溝通,而且認為跟同儕在一起是生活中最愉快的事。

良好的社交互動對於社交技巧 (Social skills) 的發展具有相當重要的意義,這能為青少年將來離家、出社會自立提早做準備。

別操心~青少年比較喜歡跟同學在一起是再自然不過的事喔。Photo by Melissa Askew on Unsplash

在齧齒類動物身上也有學者觀察到類似的變化,像是 Renee J. Primus 曾在公鼠身上發現,跟其他年齡相比,青春期階段的公鼠花最多時間社交與玩耍。而且研究者也從部分公鼠身上觀察到了明顯的攻擊行為或是防衛方式,要等到性徵完全成熟至可生育的程度時,公鼠的玩耍時間才會減少。

青春期的靈長類動物也有相當頻繁的社交活動,然而與齧齒類動物不同的是,牠們青春期的表現不是以玩樂為主。牠們在這個階段需要學習的是如何展現出「親近行為 (Affiliating behavior)」── 這是一種用來和緩衝突、增進彼此情感以及互助、互利的相處策略。常見的代表行為包含互相幫對方梳理毛髮、坐在彼此身邊或是分享食物等。

擁抱、幫忙梳理毛髮或是相鄰而坐,都是用來親近彼此的方法。Photo by Dylan Mullins on Unsplash

除此之外,David P. Watts 也發現到,青春期的大猿 (Great apes) 比較傾向跟那些可能幫助牠們提升在團體當中地位的成年個體互動,並且試圖跟牠們建立良好的關係。

不再循規蹈矩:適度的冒險、追尋刺激有助於適應環境

小叛逆並非壞事:冒險可能帶來傷害,卻也會有意外的收穫 Photo by Ante Hamersmit on Unsplash

根據 Jennifer L. Maggs 等人的調查,11 到 15 歲的青少年有將近 80% 的人曾經在過去的一個月之內表現出問題行為 (Problem behavior),例如:不服從父母、不遵守校規、偷竊、濫用藥物或是打鬥。

在少數的情況之下,這些問題行為會帶來嚴重的不良後果,如:車禍、意外、自傷、傷人或是過早死亡 (Premature death)。

但也有學者認為,適度的「叛逆」有助於青少年培養問題解決的方法,這會有利於幫助他們適應家庭以外的複雜社會;而且與同儕一起展開冒險,還能夠提高自尊心、帶來樂趣、建立友誼或是學會社交技能,所以也是能夠帶來許多好處的喔。

這樣的冒險精神也能在實驗室中的大鼠身上發現,Bennett G. Galef 提到,生存在野外的大鼠,一般來說為了保障生存,幼年時比較不會輕易離開安全的環境,直到大約28天左右的歲數,也就是青春期開始,牠們才會做出遠距離的探索。

這種行為對於生存在野外的個體來說雖然相當冒險,卻也可能因此找到額外的食物來源,或是與其他個體建立新關係。

靈長類動物的生長過程,也充滿了冒險的行為 (Risky behavior),例如:Spears 指出,恆河猴公猴成年以後,母族 (Natal group) 裡的成年猴子將會對牠們失去原本的包容與耐心,反倒是把牠們當成競爭對象。在難以繼續投靠母族的情況下,牠們就必需冒險遷移 (Emigration) 到別的團體當中,過程中可能遇到一些棘手的情形,例如:新的猴群不願意接納自己;還沒有找到同伴就先被天敵捕殺;找不到足夠的食物。但相對來說也有機會找到新的住所、食物來源以及交配機會。

恆河猴 (Rhesus monkey;Macaca mulatta) 公猴性成熟後通常會離開母族,尋找新的團體來生活。By Charles J Sharp – Own work, from Sharp Photography, sharpphotography.co.uk, CC BY-SA 4.0,

青春風暴如何誕生?

Silveri 等人認為,人類的大腦在青春期的時候會不停地經歷修正 (Remodeling)。以前額葉 (Frontal lobe) 來說,它是與決策 (Decision making ) 和衝動控制 (Impulse control) 有關的腦區。逐漸成熟的前額葉可以讓青少年的認知能力 (Cognition) 越來越好,但是它是我們人類腦部最後一個成熟的區域,所以在它「長大」以前,青少年抑制衝動的能力相對來說是比較不穩定的。

神經傳導物質 γ-胺基丁酸 (簡稱 GABA) 也有抑制腦中神經元活動的功能,它也是在青春期階段才逐步發展成熟的系統,所以也可以部分解釋為什麼青少年容易出現喜歡冒險、追求刺激、不服從長輩等行為。

Silveri 等人曾找 30 位 12 到 14 歲的青少年,以及 20 個 18 到 24 歲的成年人來完成某些作業,像是:Stroop Color-Word Task 以及 Go No -Go Task,這些都是用來測試受試者對特定刺激的反應,以及他們如何抑制錯誤反應的測驗。為了觀察受試者的大腦,他們必需在做測驗的時候同時接受磁振造影 (Magnetic Resonance Imaging)。

研究結果發現青少年受試者前扣帶迴 (Anterior cingulate) 的 GABA 顯著的比成年人少,而且這與他們在作業中表現出來的高度衝動有關 (Greater impulsiveness;less cognitive control )。

高度的衝動跟尚未成熟的抑制能力,可能導致青少年喜愛冒險 Photo by Harley-Davidson on Unsplash

這項研究告訴了我們,以人類發展的角度來說,大腦尚未完全成熟的抑制控制能力將難以壓制高度的衝動,這就可能讓青少年喜愛冒險、追求刺激以及做出不良決策 (Poor decision-making)。

這些轉變很可能是一把雙面刃,一方面使得青少年更加脆弱,容易受到各種危險的引誘;但是也會同時使得青少年的生活更加多采多姿,促進腦部的發展與學習。

延伸閱讀

  1. Science daily:A lack of self control during adolescence is not uniquely human
  2. Trends in Neuroscience:Neural Substrates of Inhibitory Control Maturation in Adolescence
  3. Rhesus Monkey

文獻參考

  1. Silveri, M. M., et al. (2013). “Frontal lobe gamma-aminobutyric acid levels during adolescence: associations with impulsivity and response inhibition.” Biol Psychiatry 74(4): 296-304.
  2. Csikszentmihalyi M, Larson R, Prescott S, The ecology of adolescent activity and experience. Journal of Youth and Adolescence 1977; 6:281-94.
  3. Primus RJ, Kellogg CK. Pubertal-related changes influence the development of environment-related social interaction in the male rat. Developmental Psychology 1989; 22: 633-43.
  4. Behavior of Juvenile and great apes.
  5. Galef Jr. BG. The ecology of weaning: Paratism and the achievement of independence by artificial mammals, New York, NY: Plenum Press, 1981. p. 211-41
  6. Maggs JL, Almeida DM, Galambos NL.  Risky Business: The Paradoxical Meaning of Problem Behavior for Young Adolescents. Journal of Early Adolescence 1995; 15:344-62

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世上最早的「小農」在這裡!菌蠹蟲與真菌缺一不可的共生農業

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  • 文/黃尹則|佛羅里達大學博士,現任京都大學博士後研究員。喜歡從共生學的角度來看生物。貓奴。

大約一萬兩千年前,世界各地的人類不約而同地從狩獵、採集的生活型態轉型成遊牧、群聚的農業聚落。農業行為的出現,深深地影響了人類發展的腳步;人口的急遽增長、專業分工的產生(有更多時間去做找食物以外的事情),間接導致社會結構的出現,爾後組成大型聚落甚至是政府。

因此,發展出農業行為是人類演進過程中的重大事件。

但相較於其他生物,其實人類在這場「農業遊戲」中是很晚才加入的玩家。

約一億年前,一群住在樹皮以下、身形不到一公分的小甲蟲就已經開始種植他們的真菌作物。這類甲蟲稱為菌蠹蟲 (Ambrosia beetle),而其真菌作物稱為菌蠹蟲真菌 (Ambrosia fungus)。

菌蠹蟲和菌蠹蟲真菌之間是一種絕對 (obligate)、互利 (mutualistic) 的共生關係。真菌是菌蠹蟲的唯一食物來源,在沒有真菌的情況下,菌蠹蟲無法存活。而菌蠹蟲是這些真菌在環境中傳播的唯一交通工具,自然界中,菌蠹蟲真菌只存在於菌蠹蟲的棲息環境中。兩者相依相存、缺一不可。

農業行為是人類演進過程中的重大事件。圖/pixabay

絕大部分的菌蠹蟲棲息於新鮮剛死亡或是極度衰弱的的樹木,只有極少數的種類會攻擊健康的樹木(例如造成美國酪梨產業嚴重危害的幾種菌蠹蟲)。

樹木在衰弱時,它們會釋出酒精及其他化學物質,菌蠹蟲就是藉由這些揮發物質來選擇合適的樹木寄主。當先驅的菌蠹蟲飛到合適的樹木上,找到自己喜歡的位置後,便開始用其強壯的下顎 (mandible) 和全身的力量突破樹皮,深入到木質部挖掘出屬於自己的家。

菌蠹蟲的家因為長得很像「隧道」,英文便直接用 gallery 來描述菌蠹蟲的棲所。在挖掘隧道的同時,菌蠹蟲一邊產卵、一邊將共生真菌接種在隧道壁上,當卵孵化時,共生真菌已培養成豐盛的真菌花園 (fungal garden),以提供幼蟲生長發育時所需營養。

當幼蟲成長、化蛹、再蛻變成新一代的成蟲後,便攜帶其共生真菌,離開隧道去尋找下個合適的樹木寄主。單一世代的生活史大約只需要一到三個月的時間。

菌蠹蟲的隧道 (gallery),成蟲於母隧道,側邊的蛹室內為成長中的幼蟲,隧道壁上白色層為其共生的菌蠹蟲真菌。圖/Jiri Hulcr,佛羅里達大學

如同我們所熟悉的人類農業,菌蠹蟲與共生真菌的演化過程中也包含了「馴化」、「性狀管理」、和「病害控制」等複雜行為。

農業的起點:馴化事件

雖然至今仍無法窺探菌蠹蟲和共生真菌實際的馴化過程,科學家還是能透過基因親緣樹來推斷演化歷史上共發生過幾次「馴化事件」。現今已知的菌蠹蟲約 3400 種,而菌蠹蟲真菌則有 3000 餘種。

事實上,菌蠹蟲並非單一種昆蟲,他們泛指小蠹蟲亞科 (Scolytinae) 和長蠹蟲亞科 (Platypodinae) 內具有農業行為的多個類群。根據小蠹蟲的親緣樹推斷,其演化過程中至少有 12 至 16 次的演化支系 (lineage) 獨立演化 (indepedently evolved) 出農業行為。同樣的,菌蠹蟲真菌也不是單一種真菌,而是一群與菌蠹蟲形成共生關係的真菌。在真菌的親緣樹上,目前已知至少發生了 13 次的馴化事件。

看到這裡,聰明的你有發現農夫(菌蠹蟲)與作物(菌蠹蟲真菌)間演化次數的不同嗎?沒錯,菌蠹蟲與共生真菌並不完全是一對一的關係。

有些菌蠹蟲只攜帶一種真菌、有些則攜帶多種真菌;有些菌蠹蟲真菌只被一種菌蠹蟲豢養、有些則會出現在不同種的菌蠹蟲的隧道裡。但神奇的是,無論是一對一或者一對多的關係,這樣的共生關係在多數環境中是穩定的(維持一對一或一對多)。他們是如何做到的呢?這就要提到他們精緻的管理模式。

性狀管理

在長達一億年共同演化的過程中,菌蠹蟲和真菌為了彼此的共生關係,各自發展出了精巧的構造。菌蠹蟲為了有效攜帶共生真菌的孢子,在外骨骼上或是在體內「挖」出了一種特殊構造──儲菌器 (mycangium)──來確保每一世代的成蟲所攜帶的真菌都是同一種類,而非環境中其他種隨機的真菌。

科學家透過實驗證明,發現某些儲菌器具有「選擇」正確共生真菌的能力,而某些則具有比較大的彈性能容忍「相近但不同種」菌蠹蟲真菌入住的現象。

菌蠹蟲的儲菌器。圖/You Li,佛羅里達大學

而從真菌的角度來看,首先要先知道,作為傳播用途的真菌孢子體型一般不會太大;裡面所含的養分僅需足夠讓其發芽、長出菌絲,直到找到新的營養來源即可。部份菌蠹蟲真菌在數千萬年的演化過程中,被選擇出能產生不成比例的巨大孢子類型。這些巨大孢子有較多的空間來儲存醣類、脂肪、胺基酸等昆蟲成長所需的營養。

但目前在性狀管理的機制上,例如儲菌器如何維持專一性的共生關係(物理性或化學性?)、菌蠹蟲真菌的營養性狀是如何被選擇的,是目前科學家們尚未釐清的問題。

病害控制:社會性分工與世代交替

與人類的農業相似,菌蠹蟲與其真菌花園也受到許多潛在病害的威脅。這些「病原」可能來自於先驅菌蠹蟲體表上的伺機性微生物(例如非共生真菌、細菌、線蟲、蟎等),還有會獵食菌蠹蟲的天敵昆蟲等。

那菌蠹蟲如何去對抗這些威脅呢?前面有提到,人類因為農業行為的產生,進而發展出複雜的社會結構。同樣的,部份種類的菌蠹蟲也具有社會性特徵:有世代重疊的現象(族群內同時有不同階段的個體)、共同育幼的行為、分工制度。科學家發現,某些菌蠹蟲為了維持隧道內的清潔,幼蟲負責將排遺滾成球狀 (balling)、成蟲將隧道中的木屑、死亡的個體推至洞口 (shuffling)、最後由負責堵住洞口的成蟲將廢棄物排出。同時,這些負責堵在洞口的成蟲肩負了抵擋天敵入侵的責任。此外,當族群內大多數的成蟲離巢或死亡後,其真菌花園很快就被其他伺機性真菌及細菌所污染並且取代,進而導致整個隧道內族群的瓦解。

那菌蠹蟲如何去對抗這些威脅呢?前面有提到,人類因為農業行為的產生,進而發展出複雜的社會結構。同樣的,部份種類的菌蠹蟲也具有社會性特徵:有世代重疊的現象(族群內同時有不同階段的個體)、共同育幼的行為、分工制度。

科學家發現,某些菌蠹蟲為了維持隧道內的清潔,幼蟲負責將排遺滾成球狀 (balling)、成蟲將隧道中的木屑、死亡的個體推至洞口 (shuffling)、最後由負責堵住洞口的成蟲將廢棄物排出。同時,這些負責堵在洞口的成蟲肩負了抵擋天敵入侵的責任。此外,當族群內大多數的成蟲離巢或死亡後,其真菌花園很快就會被其他伺機性真菌及細菌所污染並且取代,進而導致整個隧道內族群的瓦解。

因此,即使菌蠹蟲單一世代的生活史很短(大多僅一至三個月),仍需要家族中所有成員的分工合作才能確保整個族群的延續。

了解菌蠹蟲與真菌共生特性的重要性在哪?

菌蠹蟲與菌蠹蟲真菌的共生關係,不管從生物學的角度或者是應用方面都有很高的研究價值。

生物學方面,由於演化過程中它們多次獨立演化出農業行為,透過比較這些獨立發生的事件,可以幫助我們釐清昆蟲與真菌共生關係是如何開始的。

應用方面,雖然攻擊健康樹木的菌蠹蟲種類很少,但幾乎都造成生態系等級的危害。例如前面提到危害美國酪梨產業的菌蠹蟲,其中一種就是從台灣被引進美國的入侵種。了解菌蠹蟲和共生真菌的生態,將有效幫助我們控制他們所造成的危害。

引用文獻

  1. Johnson AJ, McKenna DD, Jordal BH, Cognato AI, Smith SM, Lemmon AR, et al. Phylogenomics clarifies repeated evolutionary origins of inbreeding and fungus farming in bark beetles (Curculionidae, Scolytinae). Mol Phylogenet Evol 2018; 127: 229–238.
  2. Vanderpool D, Bracewell RR, McCutcheon JP. Know your farmer: Ancient origins and multiple independent domestications of ambrosia beetle fungal cultivars. Mol Ecol 2018; 27: 2077–2094.
  3. Hulcr J, Stelinski LL. The ambrosia symbiosis: From evolutionary ecology to practical management. Annu Rev Entomol 2017; 62: 285–303.
  4. Skelton J, Johnson AJ, Jusino MA, Bateman CC, Li Y, Hulcr J. A selective fungal transport organ (mycangium) maintains coarse phylogenetic congruence between fungus-farming ambrosia beetles and their symbionts. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 2019; 286: 20182127.
  5. Huang Y-T, Skelton J, Hulcr J. Lipids and small metabolites provisioned by ambrosia fungi to symbiotic beetles are phylogeny-dependent, not convergent. ISME J 2020; 14: 1089–1099.

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只要有趣研究什麼都可以?!震動蚯蚓晃出「法拉第波」——2020搞笑諾貝爾物理獎

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不知道沒有人看過「頭文字 D 」?

拓海開 AE86 送豆腐時,老爸文太會把一杯水放在車上,如果這時文太不是要求拓海不灑出來,而是說:「仔細觀察這杯水。」那拓海很有可能就會看到「法拉第波」,前提是拓海能一邊盯著水杯,一邊過髮夾彎。

1831 年,法拉第發現圓柱容器中的液體,在特定頻率的垂直振動下會形成穩定駐波,這些駐波在液面上,會形成一些有趣的圖案,這些圖案我們稱為「法拉第波」。

以揚聲器製造的法拉地波紋。影片/Youtube。

這些圖案不只有趣,也可以做為「液基微小物體的收集器」(wiki),簡單來說,可以透過法拉第波,來理解在生物膜上的細菌分布。

不過,法拉第波並不容易控制,除了頻率以外,其他像是震幅大小、溫度、上方氣體的大氣壓力、液體密度、容器材質…等,都會對法拉第波的產生造成巨大的影響。因此有許多法拉第波的研究,都在尋找能準確描述法拉第波的方法 。

但上述的研究方向,都不是這篇搞笑諾貝爾獎的重點,畢竟這是搞笑諾貝爾獎嘛。(笑)

為什麼要震動蚯蚓?

我相信做這實驗的研究者當初也不知道為什麼要這麼做。(個人猜測)

研究者發現蚯蚓受到特定頻率的上下晃動時,身體會出現一種類似法拉第波的駐波。這時他們冒出的第一個問題是:「這有可能嗎?」

研究者搜尋了蚯蚓的身體資料,發現蚯蚓是由柔軟的「靜水骨骼」包覆內部體液所組成,結構類似水球,因此研究者認為,像水球的蚯蚓,有可能會因為裡面的水受到震動,而在表面產生類似法拉第波的駐波。

為了研究,研究者又找了一些資料來催眠自己繼續震動蚯蚓。在文獻探討中,研究者提出以蚯蚓作為研究材料三個優點:

  • 第一,蚯蚓非常便宜,我們買得起很多蚯蚓來震動。(咦??)
  • 第二,蚯蚓就算死了,也比較不會被倫理委員會或動保人士找麻煩。(咦!!!)
  • 第三,蚯蚓體內的神經軸突,外部包裹著類似脊椎動物的髓鞘。(恩?這是什麼?)

接著,研究者開始說起法拉第波的理論推導與重要性。其中,研究者引用數篇關於法拉第波會讓水滴變成奇怪形狀的論文,並期待蚯蚓會在法拉第波的作用下,變成奇怪的形狀。

綜合上述,我推測研究者想震動蚯蚓的慾望,已經超越了正常人對食慾、性慾的需求,可能連在夢中,都想著讓蚯蚓變成自己想要的形狀。

實驗到底是期待看到什麼?

實驗就是一直震動蚯蚓嗎?是的沒有錯!

實驗就是不斷的去震動蚯蚓,看蚯蚓在什麼情況下,會變成類似法拉第波的形狀。實驗裝置也非常簡單,如下圖:

研究論文中,解析一隻受到震動而出現法拉第波震動的蚯蚓。圖/ResearchGate

紅光雷射(laser diode)打在被麻醉的蚯蚓(earthworm)上反射回接收器(photodetector),藉由反射光強度的不同,來分析蚯蚓的震動頻率。麻醉的蚯蚓下方則有一台震動器(Vibration),提供穩定的上下震動,這些上下震動的頻率是由一台訊號產生器(Signal generator)所產生,並藉由電路中的放大器(amplifer)調節震幅大小,蚯蚓震動的過程由上方的照相機記錄。

如果把蚯蚓換成人類的話,這個實驗相當於把人類麻醉之後,放到通了交流電的電椅上,給予不同頻率與電流大小的交流電,並透過持續照射 X 光照射來檢查人體內臟受損的程度,這段期間還有紀錄片攝影師同步拍攝人體通電的樣子。

看到這裡,也終於明白為什麼沒人在乎蚯蚓死活會是實驗優點了(抖)。

不求博大精深,研究也能輕鬆有趣!

除了蚯蚓形狀會受到法拉第波影響外,也發現蚯蚓體內形成的法拉第波,具有 20 – 300 Hz 頻率,與自然界中神經脈衝頻率相同,因此,這些法拉第波可能會干涉神經脈衝,放大或抑制神經傳導。

原來前面寫的「蚯蚓體內的神經軸突,外部包裹著類似脊椎動物的髓鞘」,是用在這裡啊,當我這麼想的時候,論文寫到:

「不過因為蠕蟲是麻醉的,因此沒有直接證據能說明這個想法是對的。」

除了用法拉第波讓蚯蚓變形外,研究者還真的沒有其他研究成果了呢!

其實,我十分崇敬研究者對蚯蚓波動的癡迷與勇氣,許多時候做研究,想到的都是未來的發展,但像這樣一篇只因興趣使然所做的研究,已經非常少見。

謝謝搞笑諾貝爾獎,不只帶來歡樂,也讓我們看到「只要你有興趣,什麼都可以拿來研究。」

參考文獻

  1. Wave-controlled bacterial attachment and formation of biofilms
  2. Determinants of Faraday Wave-Patterns in Water Samples Oscillated Vertically at a Range of Frequencies from 50-200 Hz
  3. 12 Patterns and Chaotic Dynamics in Faraday Surface Waves
  4. Excitation of Faraday-like body waves in vibrated living earthworms

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「琉璃蟻」大量婚飛讓人崩潰該怎麼辦?先搞清楚是哪一種螞蟻吧!

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作者 / 許峰銓

國立台灣大學生態演化所博士候選人,主要針對台灣螞蟻的分類和行為生態等進行相關研究。喜歡爬山,但因為螞蟻無所不在,所以整段路下來常常一直在順手採集樣本。希望有朝一日能把樣本整理完,讓更多特別的螞蟻能被大家看見。

近年來屢屢占據新聞版面、對人類造成困擾及危害的螞蟻,除了入侵紅火蟻外,另外就是在淺山地區肆虐的「琉璃蟻」了。

新聞中說的「琉璃蟻」,有時不一定是同一個物種的螞蟻。 圖 / google 搜尋截圖

不過仔細看這些新聞你會發現一個奇怪的事:這些所謂的「琉璃蟻」,有的是到處爬行的「陸軍」、有的則是漫天飛舞的「空軍」;同一種螞蟻會有這樣截然不同的習性嗎?

你知道嗎,其實這些「琉璃蟻」,常常指的不是同一個物種的螞蟻!

由於螞蟻體型小、肉眼不容易鑑別,因此常常會有搞混物種的情況發生,但如果打算進行防治,其實需要謹慎地再三確認是什麼物種才行,不然一來可能錯殺無辜,二來可能讓防治工作事倍功半、白忙一場。

在調查餌站台上覓食、此篇文章的主角——扁琉璃蟻 (Technomyrmex sp.)。圖/作者提供

今天要介紹的,是夏秋兩季會在夜晚大量婚飛 (nuptial flight) 、卻受到燈光吸引聚集而造成居民困擾的——扁琉璃蟻

琉璃蟻?扁琉璃蟻?從分類學開始談起

所有的螞蟻都隸屬於蟻科 (Formicidae),由於研究的便利及需要,螞蟻學家喜歡再細分出「亞科 subfamily 」這個位階。目前現存的螞蟻可分為 17 個亞科,其中一個亞科,在中文上我們稱之為琉璃蟻亞科 (Dolichoderinae)。

在台灣,琉璃蟻亞科之下已經有 6 個屬的物種被記錄,其中琉璃蟻屬 (Dolichoderus) 的疣胸琉璃蟻 (D. thoracicus) 常出沒於台灣中南部的淺山,沿著管線四處橫行於果園和民宅內,以苗栗西湖、南投埔里、高雄茂林等地數量最多、騷擾案例最為嚴重。

和植物上的介殼蟲建立共生關係的疣胸琉璃蟻 (Dolichoderus thoracicus)。圖/作者提供

不過,另外一個完全不同習性、在高雄六龜、嘉義中埔等地爆大量「飛進」民宅的螞蟻,則是扁琉璃蟻屬 (Technomyrmex) 的物種。

筆者在此建議如果未來新聞要寫,大量行軍隊伍騷擾住戶的疣胸琉璃蟻可稱為「琉璃蟻」,但經常大量飛進民宅的則簡稱為「扁琉璃蟻」會比較適當,畢竟在分類學的架構之下,這兩者完全是不同屬 (genus) 的螞蟻啊!

螞蟻好難分?對學者來說也是

如果真要說扁琉璃蟻和琉璃蟻的共同點,大概就是這兩個屬的物種常常都長得很像、很難分。

這些螞蟻過往的分類歷史非常混亂,儘管近年來可利用分子生物技術來釐清一些問題,但由於物種的發表往往以標本證據為主,仍需要從數十年甚至上百年前保存至今、極其相似的標本中看出形態差異才行。雖然傳統的形態分類在科技進步的今日逐漸式微,但其實依然有其必要性。

回到今天的主題,目前台灣的扁琉璃蟻已知有 5 種,可歸類在雙色扁琉璃蟻種群 (T. bicolor group) 和白足扁琉璃蟻種群 (T. albipes group) 這兩個種群 (species group) 之下。

  • 在此補充說明,「種群」的意思指的是一群外觀相似、可能有共同祖先的近似種,學者會用這群裡面最具代表性的物種來稱呼這群長得很像的生物。

荷氏扁琉璃蟻 (T. horni) 和 2018 年才被發表的蓬萊扁琉璃蟻 (T. formosensis) 這兩種屬於雙色扁琉璃蟻種群,靜靜地生活在林相豐富的森林深處,安分守己也不會大量婚飛造成居民困擾,那白足扁琉璃蟻種群的物種們呢?

屢次爆大量婚飛的扁琉璃蟻到底是誰?

台灣目前已知屬於白足扁琉璃蟻種群的螞蟻分別是褐色扁琉璃蟻 (T. brunneus)、白足扁琉璃蟻 (T. albipes) 和困難扁琉璃蟻 (T. difficilis)。台灣的白足扁琉璃蟻於2009年時,曾被認為是褐色扁琉璃蟻的錯誤鑑定而除名,但2018年又被學者確認存在而重新列於台灣螞蟻名錄之中。

這三種扁琉璃蟻彼此之間長得非常像、不易區分,但會大量婚飛的物種又隱藏於其中,真是令人頭痛。

屬於白足扁琉璃蟻種群(Technomyrmex albipes group)的扁琉璃蟻,正等著介殼蟲分泌蜜露。圖/作者提供

目前還在釐清到底是哪個確切的物種大量婚飛造成災情,只知道危害案例多發生在中南部地區的淺山,而北部幾乎沒有聽聞過螞蟻大量婚飛進入民宅的案例發生。

究竟是哪個物種在作亂?有朝一日或許終將真相大白。

不容小覷的白足扁琉璃蟻種群

台灣已紀錄過的白足扁琉璃蟻種群之中,褐色扁琉璃蟻原產於部分的東洋區 (Oriental region),包含中南半島和中國東南一帶,但被認為有漸漸擴散至婆羅洲和日本等地的趨勢,未來是否會逐步走向國際還很難說;白足扁琉璃蟻被認為是原產於東南亞地區的物種,但具有強烈的入侵性,所以已擴散到全球的熱帶地區;困難扁琉璃蟻則被認為原產於非洲馬達加斯加,但現今也已廣布全球,台灣於 2018 年有了首次紀錄,是台灣的外來種螞蟻之一。

這幾種扁琉璃蟻的共同點就是「很容易擴散到非原生區域,並靠著極強的適應能力建立外來族群」。

看過科幻電影「蟻人」就會知道,螞蟻體型小又善於躲藏,這些特性也讓主角成為厲害又不好對付的角色。

電影「蟻人」主角穿上高科技鎧甲縮小後,善於躲藏並隱密的執行滲透任務,特別不好對付。
圖/giphy

在現實世界中,螞蟻可透過貨貿運輸來往於全球各地,蔬果作物、園藝植栽,甚至是木竹材和建材都很可能有螞蟻躲藏其中,雖然各國海關嚴加檢疫,但實在防不勝防。

少數的外來螞蟻落地生根後,會迅速擴張領土,影響當地生態環境或人類的經濟及居住安全,成為極具威脅的入侵種。

棲息在野外的扁琉璃蟻很難防治

扁琉璃蟻主要生活在半干擾的自然環境中,例如竹林、次生林的枯朽木裡,取食植物的花蜜和花外蜜腺,若疏於照顧的果園內有太多枯朽殘枝,他們也會築巢於其中,並和果樹上的蚜蟲、介殼蟲合作愉快。

飛進民宅裡的扁琉璃蟻,都是離開蟻巢、具有生殖能力的蟻后和雄蟻,除掉他們只是治標但不能治本,找到來源蟻巢並加以防治才是根本。

如果是生存在民宅內的家屋螞蟻,或許只需要放置螞蟻藥即可;若是入侵紅火蟻,在蟻巢附近的草地上撒佈餌劑也能有效防治,但這些造成危害的扁琉璃蟻都生活在竹林和次生林裡,該怎麼辦?

根本的解決之道,或許是盡可能讓竹林及次生林恢復成較天然原始的森林環境,扁琉璃蟻若在較原始的環境中面對更強的競爭壓力,日子恐怕不會再那麼好過。

只是上述方法過於理想,不僅需要相關政策配合,還要有長時間的研究才能驗證,恐怕無法立即見效。

築巢於竹材內部的扁琉璃蟻 (Technomyrmex sp.)。圖/作者提供

減少扁琉璃蟻危害,可以這樣做!

  1. 家中門窗盡可能更換成氣密窗並保持緊閉
  2. 減少家中光源、避免吸引飛行的螞蟻個體
  3. 住家之外或可擺放自製的燈光誘集器,減少飛行的螞蟻個體
  4. 維持居家週邊的環境整潔,減少堆積木竹材
  5. 防治竹林和果園內的蚜蟲和介殼蟲,減少扁琉璃蟻的食物來源

由於台灣近年來的扁琉璃蟻婚飛危害日漸嚴重,範圍已有擴大的趨勢,為解決燃眉之急,國立彰化師範大學的林宗岐教授已針對扁琉璃蟻喜愛的燈光波長進行研究,期望利用這點開發出螞蟻誘集燈,儘可能減輕中南部淺山居民於夏秋兩季時生活上的不便,同時也積極尋找特定波長、較不吸引扁琉璃蟻婚飛個體的燈光,以供未來替代現有的燈源。

如果夜晚婚飛的扁琉璃蟻不會再被燈光吸引而飛入屋內,或許人類也能和這些難以對抗的小螞蟻們和平共處。

參考資料

  1. Antmaps.org, 2020. Available from https://antmaps.org/. Accessed on September 30st 2020
  2. Antweb. org, 2020. Available from https://www.antweb.org/. Accessed on September 30st 2020
  3. Lin, C.C., Chang, T.W., Chen, H.W., Shih, C.H., Hsu, P.C. 2017. Development of liquid bait with unique bait station for control of Dolichoderus thoracicus (Hymenoptera: Formicidae). Journal of economic entomology 110: 1685-1692.
  4. Terayama, M. 2009. A synopsis of the family Formicidae of Taiwan (Insecta: Hymenoptera). Research Bulletin of Kanto Gakuen University. Liberal Arts 17:81-266.
  5. Yamane, S., Leong, C.M., Lin, C.C. 2018. Taiwanese species of the ant genus Technomyrmex (Formicidae: Dolichoderinae). Zootaxa 4410: 35-56.

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

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物種瀕危等級誰說了算?一窺國際自然保護聯盟專家會議——《科學月刊》

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  • 何宣慶/國立海洋生物博物館副研究員。

筆者長年參與國際間海洋魚類研究及保育活動,也接觸過不少的海洋教育者及媒體,但卻經常發現,大眾雖然對於 IUCN、紅皮書(IUCN Red List)、CITES、保育類及瀕危動物等名詞琅琅上口,卻不一定了解這些名詞之間的差異及內容,以至於近期在討論臺灣巨口鯊禁捕的議題上有部分誤解。

為此,筆者提供過去參加評估會議的經驗,讓大家了解整個系統的運作方式。

近年來,大眾的保育意識逐漸抬頭,但對於各項專有名詞卻不見得有足夠的了解。圖/pixabay

保育物種的確認過程

依照國際慣例,一個在國際間全面受到保護的物種會經過三個階段的工作。

首先,由國際自然保護聯盟(The International Union for Conservation of Nature, IUCN)下的不同組織依照其專長類群,邀集專家學者針對每個物種進行討論,最後做出決議並發表在專屬網站上

這個決議除了詳細描述物種的分布、族群大小、地理分布與生物學研究現況以外,也會參考漁業活動對整體族群的影響,最後歸入九個大類別中1,其中易危、瀕危及極危等三類會被列入紅皮書中,這時便已有警惕的作用。

IUCN 依據物種瀕危等級所進行的九大分類。圖/IUCN Red List

第二階段是經評估過後,將具有特別危急情況的物種評估報告送入國際糧農組織的專家諮詢小組會議(FAO Expert Advisory Panel),決定是否列入討論議題。

然後舉行 CITES 締約國大會(Conference of the Parties to CITES, CoP),決議將有危急狀態的物種列入《瀕臨絕種野生動植物國際貿易公約》Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, CITES)的附錄中,即華盛頓公約(Washington Convention)。禁止這些物種的國際間貿易,但同一個國家內的採捕利用尚不受限制。

最後階段則是各國政府參考 IUCN 的評估報告、CITES 附錄物種及現實狀況,針對部分物種進行立法禁止交易或保育。但各國也會依照自身考量,以特有種制定保育專法,例如臺灣的櫻花鉤吻鮭,這種情況就不一定要參考前述流程,但這樣的專法在國際間並無效力。

IUCN 物種專家會議

在 2013 年時,由於臺灣籌辦國際軟骨魚會議,筆者因緣際會參與了 IUCN 下的國際軟骨魚專家群(IUCN Shark Specialist Group),並成為該群體的專家之一。往後的幾年偶爾會收到各專家群組寄來的郵件,詢問相關的臺灣物種及市場利用的現況,筆者也都會依實際觀察的結果據實回覆。

去(2019)年筆者同時收到兩個來自南非及日本的邀請,並分別前往物種評估的專家會議。筆者過去雖然也曾獲邀參加此類的會議,但常以自身對漁業了解不深而予以婉拒。後來有資深的學者表示,參與會議其實只需將我們對於每個物種的了解據實以報即可。

筆者認為,大眾對多數的物種所知不多,如果身為科學家的我們不盡點心力,其實很難有正確的評估結果,因此筆者後續便開始參與相關的評估會議。

第一個邀請,是 IUCN 海洋生物多樣性部門(Marine Biodiversity Unit)底下的全球海洋物種評估(Global Marine Species Assessment)小組。

這次的會議地點位在南非的德班(Durban),會議主軸雖為西印度洋硬骨魚類的物種評估,但其實範圍並不限於西印度洋的物種,而是包含整個印度西太平洋的類群。筆者研究全球的鮟鱇魚物種十多年,加上對印度太平洋地區海深海魚類的深入了解,因此算游刃有餘。

第二個是來自 IUCN 軟骨魚專家群組(IUCN SSG Shark Specialist Group)的邀請,會議地點安排在日本的長崎。

此次評估的主軸為西北太平洋的軟骨魚類群。雖然筆者對軟骨魚的了解不夠深入,不過多年的野外觀察也讓筆者可以提供建言,納入評估報告中。而當時同行的學者還有研究鯨鯊的徐華遜博士。

筆者前往長崎參與的軟骨魚專家會議。圖/作者提供

誰負責物種評估會議?

筆者在第一次參加物種評估會議後,才發現會議並不是由 IUCN 統一辦理,而是 IUCN 底下許多不同的組織,且多半是自行尋求經費贊助的非政府組織,在經過 IUCN 授權後,以統一標準進行物種評估。即使同樣是做魚類物種評估的會議,也不一定有關連。

本次受邀參加這兩場會議的學者,包含全球魚類分類或漁業生物學的專家,搭配從事地區性研究的學者。希望除了有研究相關物種的學者外,還有其他在該地區進行長時間觀察與記錄的觀察者,一同討論出可行的評估指標,避免只聽從一方的說法而造成偏頗。

評估會議在做些什麼?

雖然大部分與會學者都十分有經驗,但也常有首次參與的專家,所以會前都需要相關的說明與行前準備,讓大家了解評估會議的流程及標準。

一般來說,主辦方會將專家學者依照他們的研究領域或類群分成若干個小群組,約 3~5 人不等,再將分配到的物種逐一拿出來做討論。

主辦方事前將會準備在會議上進行評估的物種做成列表,內容包含分類學、生物學及地理分布等,並提供參考文獻給與會學者。而小群組的主持人則會先將物種評估表內的資料呈現給小組成員,再由各個專家提出看法,如果是常見的物種,專家通常能依照現有資訊內容快速地提出適當的評估指標。

評估會議分成若干小組進行,由專家們相互討論,快速地提出適當的評估指標。圖/pixabay

但如果遇到尚未被完整研究,或不常見的類群與物種,討論的時間會再拉長,有時甚至會為了一個物種討論半小時以上。當討論結束後還有大家都無法做決定的物種就會先擱置,並連絡其他的學者給予意見,參考他們的意見後再做決定。

最後評估的結果會再由主辦方整理後,上傳至網路上讓參與評估的作者共同審視或修改,待後續所有專家都一致同意後,就會以共同掛名的方式正式發表在 IUCN 的網站。

註解

  1. 瀕危等級由低到高分別為:未評估(Not Evaluated, NE)、數據缺乏(Data Deficient, DD)、無危(Least Concern, LC)、近危(Near Threatened, NT)、易危(Vulnerable, VU)、瀕危(Endangered, EN)、極危(Critically Endangered, CR)、野外絕滅(Extinct in the Wild, EW)及絕滅(Extinct, EX)。每個等級都有嚴謹的規範。

延伸閱讀

〈本文選自《科學月刊》2020 年 10 月號〉

科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

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解析《黑喵知情》:說到底,寵物溝通是要溝通什麼?

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你相信寵物溝通嗎?有些人覺得是怪力亂神,用一些話語、冷讀1的騙術;而有些飼主卻能從和寵物溝通師之間的互動當中,終於了解自己毛小孩的感覺2,重新用不同的方式來對待牠們,甚至是改變和家人之間的關係3

台劇《黑喵知情》就是在探討寵物跟人是否能夠建立某種連結的一部影集,連結家人、連結過去、甚至,連結自己。故事裡面有推進幾個不同的故事線。分別為:

  • 正在選舉的立委沈清楷(還有他女兒沈蕙芳,妻子鐘雅雲)
  • 獸醫師葉宜甜
  • 立委的助理羅鈞

在這裡簡單敘述一下劇情,方便看過的朋友複習,也讓沒看過的朋友大概知道這部劇在講什麼。

_____________以下有雷!請斟酌觀看_____________

重新連結和家人的關係

立委沈清楷因為忙於工作,疏忽和家人、小孩之間的關係經營,女兒蕙芳受夠了家中這種看似親近實際上疏遠的表面和平,本來很想要搬離開家裡;但是在一次的事件當中,透過和家中的小狗溝通,終於發現母親一直以來承受多麽大的壓力,以及在家中一個人承受孤寂的感覺。

姚愛寗(右)劇中飾演沈蕙芳在家是壓抑乖乖女。圖/LINE TV 提供

事實上,蕙芳比任何人都清楚這個家中有一種無形的張力正在擴大,她很想要讓父母重修舊好,但卻不知道要從哪裡開始著手。她曾經嘗試讓「父親記得母親的生日」,甚至帶爸爸去買禮物、幫母親慶祝,沒想到母親竟然修改自己在臉書上面的生日,想要藉此測試家中最親密的兩個人是不是記得這件事情。

「只有梅爾記得我真正的生日!」母親雅雲說,一方面要和政商名流的太太們假裝表面的關係,另外一方面又要承擔自己懷疑丈夫外遇的焦慮,她他其實很希望家中有人可以真正了解她、關心她;然而諷刺的是,只有家中的狗梅爾(傑克羅素梗犬)在意她。

但雅雲不知道的是,女兒也很關心她,只是不知道要用什麼方法才能夠讓母親感覺到那份關心,才會覺得失落又不知所措。

當一個人覺得自己的付出沒有被對方好好善待跟回應的時候4,隨之而來的這種生氣,反而會讓兩個人之間的距離更加疏遠5付出的一方覺得自己為何這麼努力卻沒有被看見,被付出的一方覺得為什麼你都不懂我想要被愛的是哪一個點,在一來一回中漏接了球,明明很在意彼此,卻讓彼此都傷心。

蔡燦得劇中意圖割腕,梅爾衝上前阻止。圖/LINE TV 提供

如果你也是那個被夾在父母之間不知道該怎麼辦的蕙芳,其實你真正要解開的並不是父母之間的結,而是你和父母之間的關係——尤其是你和母親之間的關係6

母親之所以會覺得孤單,是因為丈夫都把心思放在競選上面,而女兒又一天到晚往外跑,她多麼希望至少有一個人可以關心她的感受。後來,當女兒願意在家裡多陪伴母親,那個孤單和寂寞的感覺就有所減輕,而梅爾適時地提醒,也成為解開母女沉重關係的鑰匙。

然而,並不是所有母女之間的結,都有解開的一天。

重新連結和過去傷痛的關係

不是所有的遺憾,都可以換到來得及。相較之下,宜甜就沒有那麼幸運了。

她和父母之間的關係複雜,父母離異之後,母親陷入了長期的憂鬱,狀況時好時壞:有些時候看起來很正常,但下一秒可能就要死要活的。宜甜一方面無法原諒父親、另外一方面心中也無法放下在自己面前跳樓自殺的母親,好長一段時間都沒有辦法坐下來好好吃飯,甚至長期借酒澆愁,用酒精來壓抑心中難以解開的悲傷7

一邊走動、一邊吃東西的心情,是許多「自殺者遺族」8用來「不原諒自己」的方式,可能帶著一點罪惡、可能帶著對自己的不原諒、可能帶著對生命無常的焦慮感,所以沒有辦法安穩地吃一頓飯,可能是一種自我懲罰,懲罰自己沒能夠照顧好母親、沒有能夠在緊要關頭挽救母親的性命,藉由酒精和站著吃飯來傷害自己,逃避最深最深的傷痛和悲傷。

然而,當她發現自己養的貓咪布丁跑去和父親生活之後,且沒有被好好照料,讓她想起了一連串與母親之間相處的回憶,重新回去和「內在的母親」和解9

簡嫚書與丁寧飾演母女。圖/LINE TV 提供

她還有另外一隻貓叫做麒麟,一直以來跟宜甜都不親近,看到目前為止還沒有找到這個梗的原因;不過從另一種方向腦補的話,我認為這兩隻貓分別代表宜甜內在兩個不同的自己:

布丁:隱喻了宜甜心中自我傷害、自我責備的自己。

在第四集中布丁吃了宜甜送給母親的絲巾,當年絲巾是被母親嫌棄的,而這個「被嫌棄的東西」竟然被布丁給吃掉了。想到前一段我們提到「我給你的好你卻無法接收到」的例子,或多或少可能隱喻了兩件事情:

第一個,我再也無法用我的方式對待母親、給他我想要給的那種好了,所有的我想要付出的那種好,只能夠「吞掉」10

第二個是表達他對母親的思念,他好懷念母親替他做的特製布丁,可是再也吃不到了。父親執意把布丁(貓)帶走,某種程度上面也帶走了他跟母親之間的連結。

麒麟:象徵他和父親之間的糾葛關係。

宜甜面臨一個非常矛盾的窘境,一方面他很心疼母親,被父親的背叛(?)或者是外遇事件帶來的傷害,但一方面母親又持續在等待著父親。如果你是宜甜,你覺得自己應該討厭父親,還是要跟父親靠近?

如果你認同父親對母親的傷害,就應該要討厭父親;但如果你認同母親對父親的思念,似乎又要接近父親,因為他是你愛的人所愛的人。

當你不知道要前進還是後退,你可能會選擇的一條路線就是逃跑——這就是為什麼,麒麟只要看到人就躲起來,其實他躲避的不是他的奴才,而是用閃躲來隱喻宜甜對父親的不知所措。

其實,有人可以憎恨和後悔是幸福的,雖然痛苦,但是心中仍然有一個放置的重心,而這兩種個情緒的確會讓人不知道如何是好,找不到產生這些情緒的原因,就像羅鈞就面對了兩個人生最大的問號:

  1. 不知道為什麼自己的老婆會死掉
  2. 不知道自己為什麼和別人不一樣

重新連結和自己的關係

羅鈞和太太佩珊從小有跟動物說話的能力,他是立委沈清楷的助理,佩珊則是宜甜動物醫院的助手。在一次離奇的車禍當中,佩珊(他同時有另外一個身分是「寵物溝通師——黑喵知情」)英年早逝,留下重重的謎團。

連俞涵、黃金獵犬「小小」、天竺鼠「阿喵」一家三口一起吃飯。圖/LINE TV 提供

隨著劇情的推進,我們慢慢可以找到第一個問題的答案,而藉由找到第一個問題答案的同時,讓故事的主角羅鈞也找到了他自己。

一個從小被霸凌、被說是怪胎、被詛咒是神經病的小孩,一直壓抑著自己能夠和動物說話的能力,是因為不想要再過小時候那種被大家欺負的生活了。所謂弄假成真(as if principal)11,當他假裝自己不會和動物溝通的那段時間之後,他也慢慢失去和動物溝通的能力。

施名帥嘗試寵物溝通。圖/LINE TV 提供

整個劇情真正要回答的問題是「我為什麼是我?我為什麼擁有別人沒有的這種奇怪能力?」——或者更進一步來說,我可不可以接受自己就是擁有這樣的能力、接受天生和別人不一樣的自己?

從榮格自性化的角度來看,你終其一生都需要帶著某一些面具(persona)來和其他人相處,藉由這些面具,我們在社交的場合可以活出別人所期待的樣子,這是很重要的社會功能。然而,如果我們沒有認識內在真正的自己,先寫自己的內在世界、找到自己真正的性格,那些你所不能夠接受的自己(就像是故事裡面羅鈞擁有和動物對話的能力)會變成你的陰影(Shadow)12,你越是抗拒,它越會影響你。

由此可見,有些時候我們繞了一大圈,只是為了找到我們原本就擁有的那種能力。

那麼要如何找到這個能力呢?榮格的說法是,生命自然會給你答案,隨著時間、隨著夢境的推移,你漸漸會找到出口。這部片的最後也給大家一些方向;不過,為了保持觀看的樂趣,我就在這裡賣個關子啦,請大家起來追這部片,從結局裡找到自己。

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註解與參考資料

  1. 冷讀是一種由心靈主義者和占卜師、通靈者和靈媒證明關於其他人的一些細節的技術,用來說服其他人他們知道的東西比其他人知道的多。
  2. 目前沒有研究顯示寵物溝通是「有科學根據」的(Evidence based),詳情請請參考這篇文章「從統計來看香港寵物溝通師的槓龜事件」;然而,寵物溝通還是發揮了「虛幻成真」(illusory truth effect)的心理作用,詳情可以參考這篇文章《看起來可疑的動物傳心,為什麼有人還是願意一試?
  3. 筆者自己從不科學的角度,是相信人類可以跟貓咪溝通的。或者說,不管是不是真的有「溝通到」,光是寵物溝通這件事情本身,如果你相信的話,就可以帶來療癒的效果。你對這個有興趣,可參考筆者過去寫的相關文章《咪寶再見》。
  4. Reis, H. T., Clark, M. S., & Holmes, J. G. (2004). Perceived partner responsiveness as an organizing construct in the study of intimacy and closeness.
  5. Ortner, C. N., & Zelazo, P. D. (2014). Responsiveness to a mindfulness manipulation predicts affect regarding an anger-provoking situation. Canadian Journal of Behavioural Science/Revue canadienne des sciences du comportement, 46(2), 117.ISO 690
  6. Papadopoulos, R. K. (Ed.). (2006). The handbook of Jungian psychology: Theory, practice and applications. Psychology Press. CH3 Archetypes, p.73
  7. Mitchell, A. M., & Terhorst, L. (2017). PTSD symptoms in survivors bereaved by the suicide of a significant other. Journal of the American Psychiatric Nurses Association, 23(1), 61-65.
  8. Cerel, J., Jordan, J. R., & Duberstein, P. R. (2008). The impact of suicide on the family. Crisis: The Journal of Crisis Intervention and Suicide Prevention, 29(1), 38.
  9. 黃之盈(2017)看不見的傷,更痛:療癒原生家庭的傷痛,把自己愛回來。台灣,台北:寶瓶文化。
  10. 「吞噬」這個聯想某種程度上面也是分析的用語,想知道更多有關於母女之吞噬與被吞噬的的關係以及背後的神話象徵,可參考這篇文章關於母親原型的說明:Relke, J. (2007). The archetypal female in mythology and religion: The anima and the mother. Europe’s Journal of Psychology, 3(1).
  11. 當然,有些時候「假裝」也會帶來正向的效果,詳情請參考這本書:Wiseman, R. (2014). The as if principle: The radically new approach to changing your life. Simon and Schuster.
  12. 「人格面具」與「陰影」這 2 個名詞都來自於榮格的分析心理學理論,前者代表我們習慣在他人面前呈現出來的部分,後者代表我們心中那個不能夠接納的、自己的某一個部分。老實說筆者不確定分析心理學到底是科學還是哲學,不過對這個有進一步興趣的人可以參考這篇文章:Bolea, S. (2016). The persona and the shadow in analytic psychology and existentialist philosophy. Philobiblon, 21(1), 84.

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一生只為一人傳情,卻被誤解了 16 年的波溫蘇鐵象鼻蟲

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你可能體會過屁股開花,那有聽過「鐵樹開花」嗎?

所謂鐵樹,指的就是蘇鐵 (Cycads),繁殖期時結有鮮豔雌毬果和雄毬果,人工種植環境下往往多年才開一次花(毬果),因此鐵樹開花比喻事物罕見或極難實現。

蘇鐵是木本、雌雄異株且外型類似棕櫚的裸子植物,它們起源於二疊紀並且興盛於中生代,然而在開花植物興起後慢慢衰退淡出歷史舞臺,現生的蘇鐵分布於熱帶和亞熱帶區域,雖然有些種類被廣泛利用為田園造景,然而多數種類面臨著棲地破壞、非法交易和外來入侵物種的威脅,許多種類都名列 IUCN 的保育名錄中。

Cycas revoluta 是園藝造景中常見的蘇鐵種類之一。圖/Wikipedia

只在澳洲有!極其稀少的「美麗波溫蘇鐵」

澳洲是世界上主要的蘇鐵多樣性中心之一,擁有 4 個屬接近 90 個物種,其中波溫蘇鐵屬 (Bowenia) 外型特殊且珍貴稀有,目前地球只能看到兩個現存活生生的物種,相較於多數蘇鐵的棕櫚狀葉子,波溫蘇鐵的葉形渾圓,為僅產於澳洲的特有植物。

其中,美麗波溫蘇鐵 (Bowenia spectabilis) 是《瀕臨絕種野生動植物國際貿易公約》 (CITES) 附錄的物種,保育重要性高,僅分布於北昆士蘭的熱帶雨林區,通常成群分布,植株間不會相隔太遠。

美麗波溫蘇鐵僅分布於北昆士蘭的熱帶雨林區,圖 A 為植株整體、圖 B 是雄毬果、圖 C 是雌毬果。圖/作者提供

專一且唯一的授粉者,像極了愛情

雖然蘇鐵過往長期被以為是藉由風媒傳播進行授粉,然而近年已證實蘇鐵是真真正正的蟲媒植物喔!

本文的主角——闊胸波溫蘇鐵象鼻蟲 (Miltotranes prosternalis) 就是美麗波溫蘇鐵專一且唯一的授粉者。

授粉的機制大致上為:一年一度初夏的蘇鐵生殖期時,雌雄植株會各自生成毬果,雄毬果的小孢子葉組織富含養分,可吸引象鼻蟲進食、交配和產卵,是如同糖果屋一般的存在,若吃過一輪雄毬果小孢子葉而渾身沾滿花粉的象鼻蟲進入了雌毬果,則授粉過程水到渠成,像極了愛情

闊胸波溫蘇鐵象鼻蟲 (Miltotranes prosternalis) 是美麗波溫蘇鐵專一且唯一的授粉昆蟲。
圖/作者提供

雌毬果雖然長的跟雄毬果類似,但其大孢子葉並不提供這樣的「糖果屋」功能,到底雌毬果是否靠著特殊的化學氣味「吸引」了象鼻蟲,還是藉由擬態雄毬果的外型和氣味來騙到走錯路的象鼻蟲,具體的授粉細節尚未明瞭

不管怎麼說,我們都能在野外觀察到有象鼻蟲造訪雌毬果,同時這些象鼻蟲也常常被發現沾滿了花粉。

飛往澳洲,踏上尋找象鼻蟲的征途

2019 年 10 月底,在我澳洲博班旅程的第三個學期末,有幸和所上同仁一同前往北昆士蘭雨林區域進行 14 天的採集,我也當了隨隊伙房兵兩周,體驗了衣食父母的辛苦(?)。

跟著筆者一起進入北昆士蘭雨林採集吧!圖/李韵攝。

在這趟野外採集中,我們針對了當地特有的美麗波溫蘇鐵與其專一授粉者闊胸波溫蘇鐵象鼻蟲的生態進行了野外調查,並採集了一些幼蟲帶回實驗室進行飼養。

在本研究前的距今 16 年前,當我還在唱著「窗台蝴蝶像詩裡紛飛的美麗章節」及「不懂愛恨情愁煎熬的我們都以為相愛就像風雲的善變」的時候,詹姆士庫克大學的植物學家 Gary Wilson 發表了有關波溫蘇鐵系統學和相關生物學的碩士論文

翻出 16 年前的研究,戰起來!

在他的論文和期刊發表中,他提到波溫蘇鐵象鼻蟲幼蟲會在雄毬果內發育並化蛹,而在蘇鐵生殖季比較末期才出現的象鼻蟲幼蟲/蛹則會選擇在蘇鐵植株附近的表層介質進行休眠並再次活躍於次年的毬果繁殖期,而由於在北昆士蘭地區緊接著蘇鐵生殖季的是雨季,有著豐沛的降雨,他認為濕潤的介質是這些象鼻蟲幼蟲生存所需 (Wilson 2002a, b, 2004)。

然而在我們研究中,我們結合了實驗室內人工飼養的資料和野外觀察,我們重新對闊胸波溫蘇鐵象鼻蟲的生態習性進行了釐清,並反駁了 Wilson 的觀點:

  • 問:波溫蘇鐵象鼻蟲幼蟲會在雄毬果內發育並化蛹嗎?
  • 答:我們認為不會,而是幼蟲會離開雄毬果並就地尋找適合的介質建造蛹室和化蛹。

教授你搞錯了,「這根本不是象鼻蟲!」

我們綜合三點反駁原觀點:

  1. 為該學者在論文中提供的照片根本就不是象鼻蟲,甚至不是甲蟲的蛹
  2. 經過人工飼養後,我們發現所有的幼蟲都可以在實驗人員提供的腐朽木質中化蛹並羽化。
  3. 在我們的採集中發現,雖然在小小的毬果裡可以發現超過十隻幼蟲進食,但成熟雄毬果分解、腐化的速度相當快(兩周),考慮了我們飼養時的蛹期(五周),不太可能在野外的毬果還有足夠的介質和空間可供幼蟲化蛹

因此,我們認為波溫蘇鐵象鼻蟲幼蟲在野外應該是就地尋找適合介質化蛹

地方博士生正在調查美麗波溫蘇鐵與波溫蘇鐵象鼻蟲的生態。圖/劉振華攝。
  • 問:波溫蘇鐵象鼻蟲幼蟲/蛹會在植株附近的表層介質進行休眠並再次活躍於次年的毬果繁殖期嗎?
  • 答:我們覺得不會,而是以成蟲形式度過蘇鐵繁殖季間期的。

我們依舊對這個論點進行了批判,首先,該學者提供在學位論文中的照片依舊鑑定錯誤,再者,我們此趟進行採集的區域中,不論是成熟或未成熟的植株附近表層介質都完全找不到所謂的休眠幼蟲或是蛹,而最終在我們的飼養中,所有的幼蟲都是按時羽化離開蛹室的,沒有任何的休眠。

雖然無法得知牠們在野外時細節上如何度過這段長達一年的蘇鐵繁殖季間期,是否有其他替代食物?或者能不吃不喝熬過去?

然而目前證據仍然較為支持波溫蘇鐵象鼻蟲在野外應該是以成蟲形式度過蘇鐵繁殖季間期的,這點在其近親澳蘇鐵象鼻蟲 (Tranes) 也已被觀察到。

野外採集需要眾人的協力合作,感謝每位野外工作同仁,因為拍合照的時候我在炒麵,所以拿了平底鍋出來XD(箭頭所指)。圖/作者提供
  • 問:波溫蘇鐵象鼻蟲幼蟲喜歡濕潤的環境條件嗎?
  • 答:我們仍然持否定觀點,認為通風、稍嫌乾燥的環境能讓蟲體順利存活。

在我們的飼養中已證實濕潤的介質會讓幼蟲焦躁不安過動而死亡,這點在我們針對近親澳蘇鐵象鼻蟲的飼養嘗試中,也發現類似的狀況,反倒是通風、稍嫌乾燥的環境能讓蟲體順利羽化。

尤其北昆士蘭雨林區在夏季時會大量降雨,在這樣的環境條件下,牠們真的會在幼蟲或蛹階段時利用休眠來度過這段潮濕期間嗎?

Wilson 的推論實在讓人難以信服,這樣的環境條件更支持了我們的推測,闊胸波溫蘇鐵象鼻蟲比較有可能以成蟲樣貌來度過蘇鐵繁殖季

我們的人工飼養發現,所有的波溫蘇鐵象鼻蟲幼蟲都在我們提供的腐朽木質中化蛹並羽化,並且沒有觀察到任何的蛹期或幼蟲休眠現象。圖/原文研究

本研究除了增進了闊胸波溫蘇鐵象鼻蟲這個獨特的澳洲蘇鐵專一授粉者的認識外,我們所提出的飼育方法也有助於未來對近緣類群進行飼養以取得更進一步的生物學資訊,本論文已線上刊載於日本昆蟲學會的期刊「昆蟲學科學 (Entomological Science) 」。

參考資料

  1. Wilson, GW. 2002a. Focus on Bowenia spectabilis Hook. Ex Hook. Encephalartos 70, 10–14. 
  2. Wilson, GW. 2002b. Insect pollination in the cycad genus Bowenia Hook. ex Hook. f. (Stangeriaceae). Biotropica 34, 438–441. 
  3. Wilson, GW. 2004. The biology and systematics of Bowenia Hook ex. Hook f. (Stangeriaceae: Bowenioideae) (Masters (Research) Thesis). James Cook University, Cairns
  4. 原文研究:Hsiao, Y. Oberprieler, R.G. 2020. Bionomics and rearing of Miltotranes prosternalis (Lea, 1929) (Coleoptera: Curculionidae), a mutualistic cycad pollinator in Australia. Entomological Science 23: 369–373. doi: 10.1111/ens.12434.

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水、蟲、鳥與地龍,讓你瞠目結舌的 4 種呼吸流派!

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  • 文/陳敦理

為了適應不同的環境,各種動物發展出五花八門的呼吸構造。你能想像嗎?竟然會有生物利用身體的「皮膚」來呼吸,有的還會用屁股呼吸!

讓我們來一探究竟吧!

「水之呼吸」的動物界傳人:海參用屁股呼吸?

海參生活在海水中,雖然水底可以保持動物呼吸構造潮溼,但是溶解在水中的氧本來就比較少,一旦溫度、鹽分升高時,水中的溶氧又會更少,因此,水中動物的呼吸構造需要具備又強大、又有效的獲氧能力。

海參的呼吸構造是一對呼吸樹,只是不巧這呼吸樹的開口在肛門附近,一個作為腸道、尿道及生殖道的出口。

海參的排便非常有名又療癒,但你知道嗎?牠的「鼻孔」也在差不多的地方喔!影片/國家地理雜誌 National Geographic Magazine

每當海參身體規律收縮、舒張的時候,海水就會由肛門流入呼吸樹,沿著主幹流到分支,最後在細分支末端的小囊中,體液與海水中的氧、二氧化碳進行交換 。

最佳保養品代言人 4 ni?蚯蚓的「皮膚」會呼吸

在傾盆大雨過後,公園、草地時常會出現積水,我們可以看到不少蚯蚓為了呼吸,從地表鑽出來,這些細長又濕黏的蚯蚓們,並沒有特化的呼吸器官,牠們運用全身的表皮來獲得氧氣。

雖然空氣中有 21% 是氧,蚯蚓卻沒有辦法直接使用,需要讓空氣中的氧溶解在水中,才能讓蚯蚓從中獲得氧分子。

因此,蚯蚓總是想盡辦法把自己的身體弄得溼答答,除了表皮的黏液腺會產生黏液、背上的小孔會滲出體液,腎孔也會分泌排泄物,不浪費自己身上的一丁點液體,費盡功夫讓自己的表皮保持潮溼。

蚯蚓用皮膚呼吸,總是想辦法把全身弄得溼答答。圖/flickr

當空氣中的氧溶解在潮溼表皮後,接著就會滲透到皮下的微血管,透過血紅素運送到身體細胞,再加上蚯蚓血紅素與氧的結合能力非常高,彷彿就像是讓氧分子搭上血紅素的便車,然後被運送到蚯蚓體內的各個組織。

而蚯蚓體內的二氧化碳,則是相反方向的流程,最後由表皮排出,完成氣體交換。

那為什麼用皮膚呼吸的動物並不多呢?因為多數動物透過身體表面積所能獲得的氧實在不夠全身細胞使用,於是發展出透過特別的器官像鰓、肺等,專門負責氣體交換。

練就「蟲之呼吸」的奧義:你必須要夠小隻!

你是否曾經納悶過,為什麼昆蟲總是小小的嗎?目前已知的昆蟲中,如南美洲的泰坦大天牛 (Titanus giganteus) 是目前最大的幾種甲蟲之一,體長大約十七公分左右,就幾乎到達了昆蟲體積的極限。

雖然昆蟲擁有心臟,但血液幾乎都是流動在身體各處,讓組織細胞直接浸泡在血液裡,倘若昆蟲體積過大,由於沒有血管,就無法運送強而有力的血液到整個身體。

此外,呼吸構造也是限制昆蟲體型大小的原因。

許多昆蟲像是蚱蜢、螽斯,都是用氣管系統來呼吸,當牠們在呼吸時,空氣會從身體表面的小孔進入,然後沿著體內長條、隨著分支愈來愈細的氣管,漸漸延伸到身體細胞。

藍色部分為昆蟲的呼吸系統。圖/Wikipedia common

在靠近細胞的小氣管內部充滿了液體,可以讓氧氣、二氧化碳進行氣體交換。對氧需求量大的器官附近,還會有氣囊,讓氧的補充更加迅速。

科學家用放射線仔細觀察昆蟲體內構造後發現,比起只有 0.25 公分的甲蟲,體型大小 3.5 公分甲蟲體內氣管系統所佔的身體比例多出 20% 。

也就是說,當昆蟲的尺寸愈大,對於氧的需求也大幅增加,氣管也需要變得更粗、更長。只不過昆蟲體型太大會讓氣管無法裝進腳與身體的連接口,而且氣管系統的氣體運輸效率較低,所以才會限制了昆蟲的體積大小。

好多好多的氣囊,「鳥之呼吸」帶你飛

鳥類的呼吸構造除了肺之外,還有另一個祕密武器——氣囊。

鳥類擁有不只一個氣囊,氣囊彼此合作無間,讓鳥類不管在吸氣還是呼氣的時候,空氣都是朝著同一個方向通過肺,是提升鳥類呼吸效率的一大功臣。

不僅如此,它也可以降低鳥類的身體密度,有利於飛行,甚至能夠讓鳥類肺部氧的最大濃度比哺乳動物還高,更能夠適應在高空飛行。 

鳥類的氣囊不只能提升呼吸效率,也能降低身體密度,幫助飛行。圖/Pexels

氣囊的位置分佈從頸部、腹部到翅膀都有,數目很多有,有八到九個。

當鳥類吸氣時,前方後方氣囊會同時擴張,原本在肺的汙濁空氣擠進前方氣囊,而吸進來的新鮮空氣則進到後方氣囊。等到呼氣時,兩邊的氣囊同時排氣,把後方氣囊新鮮的空氣擠進肺,而前方氣囊的汙濁空氣擠進氣管接著排出體外。

總結

在這個豐富多樣的大自然中,為了適應各式各樣的生存條件,地球生物所發展出的各種身體構造,絕對讓你目不暇給。

比較簡單的生物,像是海綿,身體每個細胞都可以透過擴散的方式進行氣體交換,而其他更複雜的生物,可能就需要特殊的呼吸構造以及循環系統的全力支援,才有辦法完成這艱鉅的任務。

海綿寶寶的朋友珊迪是一隻松鼠,牠需要特殊的呼吸構造、循環系統才能夠完成氣體交換喔!圖/giphy

對人類而言,可能難以想像自己專門用屁股來呼吸,然而,說不定當海參能夠懂得人類是用鼻子來吸入空氣時,也會覺得:「矮哦!人類怎麼那麼噁心!」。

透過這 4 種神奇的呼吸方式,似乎就能讓我們一窺地球生態的迷人與驚奇,讓我們一起在驚呼連連之中,持續探索這個精采又豐富的世界,並且嘗試反思和尋找人類存在的意義與價值吧!

參考資料

  1. Neil A. Campbell, Jane B. Reece. Campbell Biology. Benjamin Cummings.
  2. 蚯蚓的呼吸系統。國立台灣大學動物學研究所無脊椎動物研究室。
  3. 國立自然科學博物館:海參如何呼吸?
  4. 國家地理雜誌:限制昆蟲體形大小的秘密:氧氣。
  5. 地龍:中藥材名稱,也就是我們熟知的蚯蚓。

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瀕危指標沒人理?從評估困難到保護困境——《科學月刊》

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  • 何宣慶/國立海洋生物博物館副研究員。

國際自然保護聯盟(The International Union for Conservation of Nature, IUCN)的物種瀕危指標評估報告是經過專家學者討論之後,提供統一的標準,除了可以讓物種獲得更多的關注外,也能使我們更適當地利用生物資源,並避免部分物種的現況被過度誇大與渲染。但實際的評估過程還是有許多需要克服的困難。

人類只是地球生物多樣性中的一小部分,但卻深深影響了許多物種的生存。我們若想為這些物種做些什麼,從保育的角度來看,物種瀕危指標評估報告可說是最重要的事情之一。但每次評估的過程卻不一定順利,中間還會牽涉到物種分類的正確性、生物資料的完整性、資料的有無及環境的整體影響等。即使已有確切評估的結果,有些物種仍不會被列為保育類,抑或是被過度解讀並大做文章。

筆者在《科學月刊》610 期〈IUCN 專家如何決定保育物種〉一文中,已介紹 IUCN 物種專家會議的進行方式,而本文則會以筆者自身參加物種瀕危指標專家評估會議的經驗,說明會議上可能遭遇的困境與難題。

物種評估過程會遇到哪些困難?

評估每一個物種都需要參考現有的資料並進行適當的討論,但有許多物種常因為過於稀少或僅有少數的觀察紀錄,造成沒有參考資料的窘境。當遇到此狀況時,除了依照研究人員的觀察紀錄或非正式的發表,也可以利用其他相近物種或該地區的產業活動現況,進行相關的推論、投射或猜測等。

儘管有了紅皮書,評估過程仍會碰到許多困難。圖/pixabay

不過上述的方式可能會衍生出其他問題。如果主導者傾向將一個物種列入更高瀕危等級,很可能會使討論的意見出現偏頗。舉例來說,雖然有些物種很常見,人們未來也不會利用牠們,但考量其他物種的生物學資料、周邊環境或漁業活動影響,主導者會把評估導向因環境面臨過度捕撈壓力,以至於該物種未來會走向瀕危。但事實卻是,專家們根據實際觀察判斷這些物種應該不會消失,甚至有可能會因為佔據其他物種的生態區位,使自身族群變得更大。

對此,會議討論的過程難免會出現意見分歧或爭論,而這些評估未來都會正式發表,專家們也都會以共同掛名的方式負責,所以在討論時大家除了在必要的觀點上堅持原則,同時也不能提出超過我們目前所知的意見,必須謹慎拿捏自身立場。

紅皮書物種評估報告不具強制效力

紅皮書(IUCN Red List)的瀕危指標是經過統合現有的科學資料評估而來,具有很高的參考價值。這些評估報告主要是讓全球從事生物多樣性或保育工作的人有統一的依循標準。雖然很多人會將報告中的瀕危指標作為保育的訴求,但事實上,紅皮書本身是沒有強制效力的。

有強制性效力的規範必須經過一連串的會議將物種列入 CITES 附錄中,以阻絕物種在國際間的貿易,例如最近躍上臺灣新聞版面的加州犬型黃花魚(Totoaba macdonaldi)。但即使該物種被列在 CITES 附錄中,各國也不一定會有相關的強制規範,這時就需依賴地方的保育團體行動,促使該國制定法規並對該物種加以保護。在各國訂定出相關法案後,才可以直接禁止商業採捕並對物種加以保護。

至於什麼物種會被國家立法成為保育類呢?其實這個問題並沒有統一的標準,其中還牽涉到很多諸如政治與經濟等考量。舉例來說,紅肉丫髻鮫(Sphyrna lewini)雖然被評估為極危(Critically Endangered, CR),且被列入 CITES 附錄中,但仍有許多國家並未將其列名保護。相反的,鯨鯊(Rhincodon typus)雖然被評估為瀕危(Endangered, EN),只比紅肉丫髻鮫低一個層級,但是在許多國家卻都已立法禁捕或保育,原因主要還是由於國際間的施壓,以及各國為了相關的觀光收入。

由於紅皮書不具強制效力,各國的保育立法經常受到政治或經濟的影響。圖/pixabay

瀕危物種會有漏網之魚嗎?

在筆者加入專家行列之初,有次曾與軟骨魚專家群組討論臺灣喉鬚鯊(Cirrhoscyllium formosanum)的評估狀況,由於臺灣喉鬚鯊分布範圍侷限在臺灣西南海域,且可能面臨大量底拖捕撈的壓力。但可惜的是,筆者收到專家群的回覆表示,當一個物種沒有相關的生物學資料、漁獲資料及面臨捕撈壓力等,就只能被評估為資料不足(Data Deficient, DD)。也就是說,如果沒有經過一定程度的研究,我們將對於該生物一無所知,再加上沒有長時間的地區性觀察紀錄,很可能會錯過一些狀況已十分危急的物種,以至於讓這些物種消失在地球上。

綜觀全球魚類物種,有些只有少數個體被記錄下來,甚至有的早已滅絕。所幸,現在都可以借助其他同類群或同地區物種的資料進行對該物種的評估。而在軟骨魚評估會議上,我們也順利將臺灣喉鬚鯊的瀕危指標加以提升,以利未來進行保育等相關行動。

2019 年被列入 CITES 的附錄的新物種

去(2019)年第 18 屆 CITES 締約國會議已經將尖吻鯖鯊(Isurus oxyrinchus)、顆粒琵琶鱝(Glaucostegus granulatus)及龍紋鱝(Rhynchobatus)等物種列入 CITES 的附錄中。但在經過一年後的現在,臺灣政府相關單位至今仍未有正面的作為,未來則勢必會面臨國際間的強大壓力,必須儘速立法禁補。反觀巨口鯊(Megachasma pelagios)經過評估為無危(Least Concern, LC),主要是因為地理分布廣泛及與主要漁業活動關連性小,國際間並無相關的保育壓力,但臺灣政府卻在短時間內強制禁捕巨口鯊,此做法其實尚有討論的空間。

此外,目前經濟性漁業的目標物種中,仍有許多早已被列入紅皮書中的瀕危物種,但基於不同的考量,仍無法被納入 CITES 的附錄中,實為可惜。

正視 IUCN 的瀕危指標評估報告進行立法

全球正共同面臨環境與氣候的劇變,很多生物也將隨之消逝,重點是人類造成的棲地破壞、氣候暖化、環境汙染與過漁等現象,已經大大加速原先地球的自然循環,讓物種以更快的速度走向滅絕。事實上,全球的氣候變遷早就越過無法回頭的點(point of no return),對此我們能做的並不多,但如果可以督促世界各國正視 IUCN 的瀕危指標評估報告,並儘速制定相關法律條文,及早保護可能步入瀕危的物種,或許我們還可以為子孫多留下一些的生物。

圖為筆者研究團隊於 2013 年發表的無斑龍紋鱝(Rhynchobatus immaculatus)。目前此物種已於 2018 年被評估為極危物種,且整個龍紋鱝科已被列入 CITES 附錄二中,並禁止國際交易。圖/作者提供

延伸閱讀

  • 楊正雄,〈認識受脅物種紅皮書名錄〉,《科學月刊》,第 577 期,2018 年。
  • 何宣慶,〈IUCN 專家如何決定保育物種〉,《科學月刊》,第 610 期,2020 年。

〈本文選自《科學月刊》2020 年 11 月號〉

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睡著還能繼續飛?一探鳥類世界的奧秘!──《噢!原來如此 有趣的鳥類學》

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感知味道的味覺

小鳥可以感覺食物「好不好吃」嗎?當然可以,只是沒有那麼敏感。鳥類和我們人類一樣有化學物質的受器「味蕾」,通常是 300 個左右,人類大約是 1 萬個,但鳥類的味蕾不是長在舌頭上,而是在鳥喙內部,或是在口腔深處。

一般來說,味覺是保護自己的重要功能,不只是要判斷口中的食物「好不好吃」,更是要判斷「能不能吃」,遇到可能危害健康的食物,就要趕緊吐出來,否則吞下肚就來不及了。因此,當小鳥把某些「難吃」的昆蟲或果實吐出來,就是在保護自己。這和我們吃到過度刺激的食物一樣(例如太辣、太鹹或太甜),都會讓你有種想要馬上吐出來的衝動。

有趣的是,有些小鳥還真的會瞬間就把食物吞下去了,這樣一來,吃到危險的食物怎麼辦?也許,鳥類的味覺反應很快,或是食物入口前就先好好判斷能不能吃,而先觀察同伴的反應也是方法之一。

例如,大山雀看到同伴吃下某個食物覺得難吃而吐掉、甩頭等踩到雷的反應後,有 32% 的大山雀會學習到那個食物似乎不太妙,而選擇吃別的食物。這樣的學習行為除了保護自己,也可能影響同伴的覓食行為。

辨別氣味的嗅覺

要填飽肚子,除了利用眼睛尋找獵物、仔細聽出獵物的動靜,有一些鳥類擁有敏銳的嗅覺,是用聞的方式找食物!

如紐西蘭的國鳥鷸鴕,因為無法飛行、視力也不好,夜行性的牠們靠鳥喙前端的鼻孔在土壤和落葉間嗅聞蟲的氣味,地表下 3 公分的蚯蚓也聞得到;吃屍體的紅頭美洲鷲,即使在天上飛也能聞到森林裡被落葉覆蓋的腐肉;一些嗅覺沒那麼敏銳的黑美洲鷲等鳥類還會尾隨紅頭美洲鷲去找食物。另外,海燕、信天翁等海鳥,在汪洋大海上也是依靠敏銳的嗅覺尋找食物,漂泊信天翁甚至從 20 公里外就可以聞到氣味。

而藍鸌即使在一片漆黑的環境下,也可以透過氣味找到自己位於海邊的地下巢洞,甚至還能分辨出自己蛋的氣味。這些嗅覺敏銳的鳥種,位於前腦裡負責感知嗅覺的嗅球也比一般鳥類大得多!

不只如此,鳥類整理羽毛時,會用尾羽基部尾脂腺分泌的油脂塗抹全身羽毛。尾脂腺中有各種細菌,產生不同的氣味混合後形成自己的氣味,如果菌相改變,油脂塗抹到羽毛後,身上的氣味也將跟著改變,甚至會影響配偶的選擇。

半睡半醒的睡眠

跟大部分的動物一樣,鳥類也需要睡眠。厲害的是,牠們可以半睡半醒,讓一側的腦半球休息,另一側的腦半球仍然保持運作!

鴨子在睡覺時,可以睜著一隻眼睛注意天敵;軍艦鳥也可以讓一側腦半球保持清醒、另一側腦半球休息打盹,在海上連續飛 2 個月不落地;普通雨燕甚至可以在天上飛行超過 10 個月,不只睡覺,連吃喝拉撒還有交配都可以邊飛邊完成。

有些鳥類在夜晚睡覺時,因為無法覓食且環境溫度降低,會進入類似冬眠的省電模式,稱為「螫伏」(torpor),透過降低體溫及代謝速度,減緩能量的需求及消耗。例如蜂鳥的體溫從白天約 40°C,到夜晚「螫伏」狀態時可以降至 20°C;心跳則從每分鐘超過 1,000 次,降到 48 至 180 次。進入「螫伏」狀態的蜂鳥,早上醒來後也需要比較多時間暖機。

──本文摘自《噢!原來如此 有趣的鳥類學》麥浩斯出版,2020 年 10 月 22 日

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為了繁殖,19 天睡不到 23 小時!──《噢!原來如此 有趣的鳥類學》

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爭奇鬥豔的把妹招數

對鳥來說,「繁殖」是年度大事,為了擺脫單身,公鳥們使出渾身解數,向母鳥展現自己最好的一面。牠們展示華麗的羽毛,羽毛有光澤也表示公鳥的身體條件較佳;或是用食物向母鳥示好,用行動證明自己的捕食能力,對餵養幼鳥也有幫助;或是為母鳥跳支別出心裁的求偶舞,有沒有跳錯、節奏對不對,都可以看出公鳥有沒有經驗;有些鳥則是展現美妙的歌喉,從鳴唱技巧、時間長短也能聽出公鳥有沒有活力;或是搭建一個窩來展示自己的建築技術等等。求偶的方式五花八門、千奇百怪,不過目的都是一樣的,就是找到另一半一起繁衍下一代!

由於母鳥對繁殖的投資程度通常比較高,例如產生較大的卵子還要花時間、精力生蛋,每次生蛋的數量也有所限制,所以會謹慎挑選對象。而公鳥為了吸引母鳥的注意,則通常是羽色較鮮豔、體型較大或是鳴唱聲較複雜的一方。

挑剔的母鳥透過公鳥各式各樣的展示行為,去判斷候選人的健康狀況、覓食能力等等,綜合各種蛛絲馬跡再從中挑出最滿意的公鳥配對,就有機會獲得較好的基因!

鳥類的夫妻之道

在鳥類的世界裡,最普遍的配對是「一夫一妻制」(monogamy),由一對成鳥完成築巢、孵蛋和育雛等繁殖任務。

但是,鳥類的一夫一妻制並不代表忠貞的愛情。某些雁鴨的一夫一妻制只維持一年,每年換老公老婆,稱為「不連續的一夫一妻」;而信天翁則可以維持好幾年,稱為「連續的一夫一妻」。而且,即便是一夫一妻,公母鳥雙方各自「搞外遇」是家常便飯,稱為「偶外配對」(extra-pair copulation),目的都是為了留下更多後代。

另一種是公鳥交配完就拍拍屁股走人,繼續找其他母鳥交配的「一夫多妻制」(polygyny)。當母鳥能獨立撫養幼鳥,公鳥大概也只剩提供精子的功能,接下來的孵蛋、育雛都由母鳥自己負責。通常一夫多妻制的幼鳥屬於「早熟性鳥類」,孵化時身上就有羽毛,沒多久就可以趴趴走。

「一妻多夫制」(polyandry)跟一夫多妻制剛好相反,母鳥們彼此競爭領域,羽色比公鳥還要鮮豔,由母鳥求偶和競爭交配權,孵蛋跟育雛則是單親爸爸負責,幼鳥通常也是早熟性。母鳥生完蛋就離開另覓新歡,繼續交配生蛋、再交配再生蛋,藉此增加自己小孩的數量。

美洲尖尾鷸的求愛馬拉松

5 月下旬,美洲尖尾鷸才剛從南半球陸陸續續飛抵阿拉斯加北部的繁殖地,但卻沒什麼時間休息了,因為繁殖季接著展開。一夫多妻制的牠們,孵蛋跟照顧小屁孩的差事都由母鳥獨力完成,不過公鳥也沒閒著,牠們的目標是在短短的繁殖季盡可能把到越多的妹,替自己生小孩!

位於北極圈內的繁殖地,夏天是永晝,公鳥們忙著擊退其他對手、追母鳥、密集求偶,競爭激烈到連睡覺都嫌浪費時間,甚至有公鳥連續 19 天內 95% 的時間都保持清醒,睡不到 23 個小時的紀錄……

這些睡眠越不足的公鳥,越能跟更多母鳥互動,也有較多的老婆跟小孩!而且公鳥們不只停留一個地方,牠們會在北極圈四處趴趴走、尋找機會,哪邊母鳥多就待久一點,一個繁殖季平均飛 3 千多公里呢!

五花八門的巢材

為了避免被掠食者發現,築巢的位置得慎重選擇,最好是不容易接近且有隱蔽性。選好位置接下來就是尋找巢材,樹枝、獸毛、泥土、蜘蛛絲等都是常見的材料,有些鳥還會用地衣、苔蘚等裝飾在鳥巢外側作掩飾,巢裡面再鋪上柔軟的苔蘚或羽絨當內襯。

有些藍山雀母鳥在生蛋後會為巢添加薰衣草、薄荷等有抑菌驅蟲功能的香草植物,直到幼鳥離巢;有些金絲燕和雨燕會用唾液固定鳥巢,而這類用口水黏緊的鳥巢經過加工後,就是食品「燕窩」;穴鴞則會在巢洞口擺放動物大便,捕食被吸引過來的昆蟲;東美鳴角鴞會活捉德州細盲蛇回家,大部分被抓回來的盲蛇生活在巢洞底部的碎屑中,可以幫鳴角鴞除掉一些巢裡的小害蟲,有盲蛇清潔工的巢洞不僅蟲蟲比較少,而且小貓頭鷹們都頭好壯壯、長得也比較健康喔!

──本文摘自《噢!原來如此 有趣的鳥類學》麥浩斯出版,2020 年 10 月 22 日

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