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等不到天黑,小強不敢太鬆懈──《當蟑螂不再是敵人》

  • 【科科愛看書】「啊,有小強!」一想到蟑螂,就讓人咬牙切齒,恨不得抄起拖鞋除之而後快。不過,這樣的方法真的有效嗎?為了面對這邪惡、強大又無所不在的傢伙,我們當然必須知己知彼,才能百戰百勝啊!與其討厭牠們,不如來學學牠們生存的不敗法則吧!一切祕笈盡在:《當蟑螂不再是敵人:從科學、歷史與文化,解讀演化常勝軍的生存策略

白天不懂夜的黑,你不懂小強的美

蟑螂是夜行動物,白天都在睡覺,或在棲息處懶散地消磨時間。若白天看見蟑螂出來遊蕩不是好現象,因為這表示棲息處裡的蟑螂數量多到牠們不得不離開、走進明亮的地方,這是蟑螂大量滋生的跡象。並非所有的蟑螂都是晝伏夜出,但是居家蟑螂全數如此。

地球上也有白天出來活動的野生蟑螂,不過人類對於野生蟑螂的習性所知甚少,還有幾千種尚待收集與分類,更別提研究。相反地,為了消滅居家蟑螂,牠們的生活方式已被徹底研究。

一般而言,居家蟑螂和人類過著平行的生活。牠們躲在壁紙後面、藏在櫥櫃的縫隙裡、冰箱底下,或是在馬桶水管附近。蟑螂晚上出來活動,尋找食物、水和交配對象。儘管蟑螂跟人類使用相同的空間,而且各自進行日常作息的時候只相隔數公分,但是彼此打照面的機會很少,很可能從出生到死去、整個世代都不曾被人類看見。

蟑螂可能就躲在冰箱後面或下面的縫隙中,與人類過著平行的生活。圖/Yoshitomo Oda @ Flickr

弄瞎小強,它會不會在白天跟你打招呼?

過去五十年,神經生物學家花費比以往更多的時間與資源,研究蟑螂的日夜節律。日夜節律指的是「生理時鐘」調節的作息、進食與睡眠等行為,據信大部分有意識的生物都有日夜節律。研究日夜節律的人特別喜歡用蟑螂做實驗,一九五五年,英國劍橋的昆蟲學家珍奈特.哈克(Janet Harker)把黑色顏料塗在蟑螂頭上,她刻意弄瞎蟑螂,想知道在無法利用視覺分辨日夜的情況下,蟑螂能否維持晝伏夜出的節律。

她發現蟑螂會慢慢改變作息;跟控制組的正常蟑螂相比,瞎掉的蟑螂在白天的某些時候比較活躍,晚上沒精神的時間也比較長。但是,若把正常蟑螂的食道下神經節移植到瞎掉的蟑螂體內,瞎掉的蟑螂又恢復了原本的日夜節律。因此,她推論蟑螂的作息是由神經節透過神經內分泌所控制

在無法利用視覺分辨日夜的情況下,蟑螂能否維持晝伏夜出的節律?圖/Lucio Virzi @ Flickr

該研究發表的十二年後,英國劍橋另一位研究者約翰.布萊迪(John Brady)在《實驗生物學期刊》裡刊登了一篇文章,開頭就提及哈克的研究:「目前極少生物的生理時鐘已獲得明確證實,但其中兩種無脊椎動物的生理時鐘記錄得非常詳實。」他在文章後面提到自己嘗試複製哈克的實驗卻以失敗告終,但仍斷定蟑螂的大腦裡必定有一個控制日夜節律的機制,「一個電子節律器」。這些實驗,以及往後的許多實驗,都是以二十四小時為週期,測量蟑螂的活動。

斷開視葉、斷開魂結、斷開神經的牽連

四分之一個世紀以來,全球有十幾個生物學家,致力於尋找蟑螂的電子節律器。其中一位是范德比大學的泰瑞.佩吉(Terry Page),他已追尋超過二十年,主要資金來源是美國國家科學基金會。佩吉說要讓我看看蟑螂的大腦,我跟著他走進實驗室旁的小房間,他養的美洲蟑螂就住在那裡。這種又長又黑的蟑螂,有個比較文雅的別名叫「水蟲」。這個無窗的小房間裡有股熟悉的蟑螂味道:難聞又刺鼻的霉味;彷彿陰暗角落裡有潮溼的紙板,層層堆疊在小動物的屍體上。他把手伸到塑膠桶裡,用拇指跟食指捏起一隻長長的、閃亮的美洲蟑螂。

我們走回實驗室,佩吉把蟑螂放進一個有蓋的塑膠盤裡,塑膠盤接著一條管子,二氧化碳經由管子灌入塑膠盤以麻醉蟑螂,這隻美洲蟑螂的觸角立刻動也不動。佩吉拿起另一個圓形的小塑膠盤,它的邊緣有一個V字型缺口,昏迷蟑螂的頸部剛好可以放在缺口上,牠只有頭伸出塑膠盤,身體則留在盤內。塑膠盤底下是一個固定托架,正上方有具解剖顯微鏡。以肉眼來看,蟑螂頭只是一顆棕色小球;但是,在顯微鏡底下,複眼加上昆蟲口器的蟑螂臉,看起來活脫脫就像惡夢裡的巨蟲。

「這是一件相當有趣的事。如果你看過的蟑螂頭跟我一樣多,你會發現每隻蟑螂的長相都不一樣。」佩吉告訴我,「每張臉都有些微差異。」

他一邊說話,一邊用單刃刀片搭配鑷子,劃開蟑螂額頭的正中央,把兩片頭皮往後剝開,用兩塊小小的白色膠帶把頭皮分別固定在兩側,這是一小團色如灰珍珠的蟑螂大腦。佩吉說經過多年實驗,研究人員發現,就算切斷眼睛和大腦之間的神經,蟑螂的日夜節律依然維持不變,但如果切斷視葉和大腦之間的神經,生理時鐘就會被打亂

「因此許多研究人員,包括我自己,都開始尋找視葉裡控制日夜節律的區域。我們逐步縮小視葉的損害範圍,並且取得了一致的結果:日夜節律仰賴的區域是分散的。當然,用損害的方式無法確知自己損害了什麼,你可能沒有直接破壞生理時鐘,卻依然改變了行為。」「損害」蟑螂的大腦是什麼意思?

「基本上就是以電解的方式。將一根針磨利之後,裝在顯微操作器上,它可以非常精準地刺中目標。」佩吉說,「把針刺進蟑螂大腦裡,讓微小的電流通過這根針,針頭會發熱,藉此損害極小部分的大腦,例如直徑五十或一百微米的球形區域,燒毀範圍取決於電流強度。」

他撕開固定頭皮的膠帶,用低熔點的蠟把兩片頭皮重新黏合在額頭上。我們在他的研究室裡聊天時,他說五到十分鐘後蟑螂就會醒來,看起來完好如初,「我的研究顯然不能直接應用在人身上,但我感興趣的是基本生理作用,我們可以合理假設這些作用是跨物種的。」

「我開始做蟑螂實驗時,其中一個問題是,能不能找到生理時鐘的位置? 它是一個獨立的局部結構?還是大量分散但互相連接的細胞,不同的細胞處理不同的功能?」

「當時這個問題之於任何生物,都沒有明確答案,所以似乎是一個普遍的謎。相關研究也可用來解決人類的時差。雖然蟑螂的觀察結果無法直接應用於人類,卻能提供基礎概念,不僅能簡化複雜生物的實驗,也會更有研究方向。如果相同的實驗在蟑螂、蝸牛、青蛙跟魚身上都得到相同的結果,就更有理由相信這是一個生物通則。」

佩吉說話時靠著椅背。他高高瘦瘦、看起來很健康,一隻手靠著下巴,若有所思地用拇指跟食指輕碰下唇,就是剛才從塑膠桶撈出蟑螂的拇指跟食指。

當小強擠在一起,就是溫馨的感覺

在蟑螂的世界沒有幽閉恐懼症這回事,環境越封閉、空間越狹窄,蟑螂就越有安全感。如果可以,每一種居家蟑螂都願意天天跟同伴一起擠在狹小的空間裡,越擁擠越好,最好全身上下都有被觸碰的感覺。這種對觸碰的喜愛,科學家稱之為正趨觸性,德國蟑螂就是最佳典範。德國蟑螂選擇的空間幾乎都介於 0.15 到 1.2 公分之間,0.6 公分是最剛好的狹窄程度,如果四面八方都擠滿蟑螂會更棒。

每一種居家蟑螂都願意天天跟同伴一起擠在狹小的空間裡,越擁擠越好,最好全身上下都有被觸碰的感覺。圖/Boinink @ Flickr

研究人員很久以前就發現,落單的蟑螂,蛻皮時間拖比較長,進入成年期的時間也比較晚。我們可以合理假設「家」對蟑螂的定義,就是一大群蟑螂舒服地住在一起。但這並不代表蟑螂群落永遠天下太平,每一隻蟑螂未必都能從其他蟑螂身上得到源源不絕的滿足感。

蟑螂跟許多物種(包括人類)一樣,都有雄性攻擊的慣例;因應不同等級的衝突,牠們有屬於各自的攻擊行為,最基本的攻擊是威脅姿勢,再來就是揮動觸角與啃咬。當不同性別的蟑螂相遇時也會揮動觸角,藉此判斷母蟑螂是否發情。性和領土似乎是公蟑螂打鬥的主要動機,但是牠們不會爭到你死我活,而是只要有一方撤退就休戰。

關於蟑螂在一般情況下的活動範圍有多大,這個問題還沒有明確的答案。一九五○年代曾做過下水道的蟑螂實驗,把做了記號的蟑螂從人孔蓋送入下水道,然後設置陷阱重新捕捉這些蟑螂,不過並未獲得一致的結果。有些顯示蟑螂平常的活動距離是兩百七十公尺左右,有些則提出,季節與數量密度都會決定蟑螂的活動範圍。


 

 

本文摘自《當蟑螂不再是敵人:從科學、歷史與文化,解讀演化常勝軍的生存策略》紅樹林出版。

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