南安小熊回家了，那「熊麻雞」去哪裡了呢？——《小熊回家：南安小熊教我們的事》

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

最早出現的和味道有關的跡證，早在地球生命開始感覺到周遭世界的時候就有了。海水裡從這些生物體旁邊漂過的養分，其味道就激發了牠們原始的神經系統。在接下來的數十億年裡，生命演化的過程中，已經吃過無數餐飯了。

我們現在的口味，就像俄羅斯套娃那樣，一層層包覆著以前的那些體驗。不論一個人的口味是怎麼培養起來的，或是一道菜裡的成分有多麼不易察覺，一個味道就能勾起久遠記憶中的原始衝動，這些原始衝動呼應著演化過程的轉折，與遠古時候為食物爭得你死我活的爭鬥。

底下介紹的從古至今最重要的「五餐飯」，每一餐都是在演化史的重要轉折點發生，它們對於要解釋味覺從哪裡出現，以及智人的烹飪發明天賦從何處產生，大有幫助。

地球生命的第一口飯

這種小動物有些像金龜子，大約一吋長，有格紋狀的柔軟甲殼，會在海岸淺灘的沙子裡竄來竄去。接著牠能察覺到由氣味、振動與光線變化交織而成的破舊織毯。牠那蟲狀的獵物會往沙裡挖洞，企圖迴避閃躲到安全地點。不過為時已晚。掠食者用鉗狀的下顎把獵物扯開，吸進嘴裡、吞進食道，然後繼續牠的行程，尋找藏身處躲藏，讓食物消化。

四億八千萬年前的這一餐，證據是在一九八二年發現的。那一年，還是研究生的馬克‧麥克孟納明（Mark McMenamin）為墨西哥政府調查索諾蘭沙漠（Sonoran Desert）的地質，在墨西哥索諾拉州圖桑市（Tucson）西南方約七十英里處的高山 Cerro Rajón（中譯：朗山） 的山側進行挖掘（古代的海底現在變成在山頂上了）。他在一片灰綠色頁岩上注意到一個很微小的化石壓痕，當時他也沒有多想，就把那個壓痕從岩石上鑿下來，把它和其他那堆標本一起裝袋。

由未經訓練的人來看的話，那個化石只不過是大約四分之一吋長、隱隱約約的連續刮痕。當麥克孟納明把它拿回實驗室研究時，他辨認出那是三葉蟲的運動，刻畫在硬化泥漿上的爬痕。在動物界裡，三葉蟲幾乎要算是每種動物的老祖宗了：魚類、雙翅目、鳥類、人類。牠們在海床上留下無數化石，讓它們成了這種天然的歷史博物館裡的固定班底。很多化石有多節式外殼，看起來像是鱟和蜈蚣雜交的產物。這種化石的紋路圖樣很有名，甚至還有一個學名「多線皺飾蟲」（Rusophycus multilineatus）。麥克孟納明保留了這個化石，也在自己的博士論文裡寫到它。一直到二十多年後他擔任曼荷蓮學院（Mount Holyoke College）地質學教授、研究早期的生命演化過程之前，他都很少想到這件事。

後來麥克孟納明在看到他以前忽略掉的東西時，再一次檢查了那個化石。「它具有這種額外的特徵，不只是三葉蟲而已，緊鄰的另一個彎彎曲曲的軌跡化石也有這特徵。」他說：「這些東西很罕見。」他推斷，這個化石包含了兩種生物相遇的證據。另外的那道軌跡，就是一隻像蟲子那樣比較小的生物想要鑽進泥巴裡的證明。從這些記號的排列來看，顯然三葉蟲就在牠的正上方。麥克孟納明採用了「奧卡姆剃刀」（Occam’s Razor）原理：最簡單的解釋，就是三葉蟲要挖洞找吃的東西。他寫道：這就是「第一口飯」的證據─是目前已知最古老的掠食者吞吃獵物的化石。

這一餐的味道如何？有可能想像出來嗎？

在那個時代（也就是寒武紀〔Cambrian Period〕）之前，就任何有意義的方面來看，味道是不存在的。地球上的生命大部分是由漂浮、過濾和光合作用組合而成。細菌、酵母和其他單細胞生物，藏身在花崗岩的溝紋裡或是砂粒之間。有些單細胞生物會湊在一起形成黏糊糊的細胞叢。管狀或碟狀的生物體會搭著洋流的順風車漂流。「吃」的意思是指吸收海水裡的營養成分。有時候某個生物體會包裹住另一個生物體。

接著，經過數千萬年──以地質學的時間尺度來說只是一瞬之間─海洋裡變成充滿各種新生物，包括三葉蟲，牠成了生命演化史上最成功的生物類別；牠們稱霸地球的時間持續超過兩億五千萬年。牠們大約是五億年前出現的，也就是我所知自然界真正開始的時間：有史以來第一次，生命開始有系統地吞吃掉其他生命。這些新生物和牠們的前身不一樣，牠們有嘴巴和消化道。牠們擁有較原始的大腦和感官，以偵測到明、暗、動作和洩漏形跡的化學特徵。牠們利用這種精巧的新工具來獵捕、殺掉獵物與填飽肚子。就像伍迪‧艾倫（Woody Allen）電影《愛與死》（Love and Death）裡的角色鮑里斯（Boris）說的：「對我來說，嗯……我也不知道，大自然是蜘蛛與蟲子，以及大魚吃小魚。還有植物吃掉植物，動物吃……它就像一座巨大無比的餐廳。」

三葉蟲並沒有存活到現在，從那些化石也沒有辦法知道牠們神經系統的資訊，所以想要知道牠們的感官能力，得仰賴經過訓練的推測。確實，牠們可能完全沒辦法察覺像黑巧克力、葡萄酒這類複雜的氣味。人類的味道，即使是討厭的味道，都充滿細微之處，而且和其他氣味、過去的事件與感情，我們學到的經驗整體，都息息相關。很可能三葉蟲不會有「愉快」這類的感覺，而且僅能保留一點點殘存記憶。每一餐嚐起來的味道必定都差不多。而這一餐的特點一定是大多來自化解了飢餓感，以及攻擊的衝動。

還有，這些原始的氣味元素是一種相當了不起的演化成就，而人類的味道同樣具有這種相同的基本生理學構造。當然，這好比是拿小鳥比雞腿似的。不過，味道的基礎已經奠定了。

地球生活條件的某些重大改變，引發了這場掠食者與獵物間的重大變革，也就是「寒武紀大爆發」（Cambrian explosion）。科學家們對於它是什麼狀況並沒有共識。有一些科學家認為那是一場史前時代的全球暖化，融解了長期冰凍的兩極冰帽所造成的。海面上升達數百英呎，海水淹進內陸，淹過長了青苔與真菌的低矮山丘和岩石（樹、草和開花植物在當時都還沒出現），侵蝕出潟湖並塑造出沙洲與淺灘，創造出相當適合生命體生長繁殖的溫暖淺窪地。有些科學家描述這次大爆發是地球磁場方向改變，更有其他人指稱是突變的關係，這種突變會導致動作電位（action potential）出現，也就是讓神經細胞能遠距離溝通的能力，或是在 DNA 編碼上的其他偶然變化。

不管事件的精確順序是怎樣，在敏銳的感官與演化成功之間，已經建立起一個相當牢靠的連結。就在身體與神經系統適應了日益升高的威脅與機會之後，一場生物學上的武器競賽展開了。那些感官，一度只是「偵測與反應」的機制，為了引導出複雜的行為，必須發展得更有效果才行。

氣味成了這個過程的關鍵。從三葉蟲存在的時代到現在，覓食、獵捕和吃食物這些行為，推動了生命不斷地啟動，在我們人類的大腦與文化成就上登上顛峰。氣味更勝於視覺或聽覺或甚至是性，是人類的核心裡最重要的要素。它創造了我們。麥克孟納明說，最為諷刺的，就是世界上開始出現殺戮，並伴隨著難以言喻的痛苦，也發展出智能和知覺，最後產生了人類的意識。

• 本文摘選自 PanSci 泛科學 3 月選書《品嘗的科學》，「行路」出版。

當代的動物保育議題，無論是棲地保育或是野生動物復育，都與人類的行為選擇息息相關。本次《我們與野生動物的距離》專題搭配本月選書《小熊回家：南安小熊教我們的事》，希望初窺這個龐大題目的一角：生而為人，遇上野生動物，我們可以做什麼？我們該怎麼做？

「熊麻雞」來了！

小熊野化訓練期間，團隊除了到處擺放各式食物之外，也需要訓練牠獵捕的能力。因此，在二○一八年十二月初時，南安小熊進入森林籠舍後，特地為牠安排了第一場野放訓練――捕抓活禽。訓練捕食動物的技能，總得從簡單的開始，於是為小熊找來了一隻雞，讓牠試著進行獵捕。

在雞群中挑選了一隻活動力最弱的母雞，本想早點替牠解圍讓牠結束被同伴霸凌的生活。怎知還沒在小熊面前擺好紙箱，一不小心，雞就趁縫飛走了，求生意志堅強的雞遇上了沒有獵捕經驗的小熊，所擦撞出來的火花竟是──雞飛也似地逃亡了，而小熊竟然也沒有太大的反應。從此這雞就「銷聲匿雞」了。直到一個月後，牠敗部逆轉，且彷彿重生般地登場，在小熊吃飯時悠悠地從旁出場。有別於昔日凌亂微禿，今日已換上一席亮麗的羽衣，並帶著自信的步伐，不急不慌地在小熊旁邊啄食，令人驚訝不已呀！

在雞消失的近一個月期間，團隊後來還給了小熊第二隻雞練習，小熊成功獵食活禽。野訓團隊因此幫這隻存活下來的雞取名為「熊麻雞」（熊麻吉），牠不僅逃過了熊口，還跟小熊有著微妙的關係，這是大家始料未及的。甚至後來小熊還獵捕了第三隻雞，看來真是獨厚「熊麻雞」。

我們以為這隻雞遲早會成為小熊的盤中飧，但是這隻雞卻日漸豐滿、羽毛光澤亮麗的好好和小熊相處在一個林子中，打破了團隊所有人的想像。每天到了小熊進食時間，只見這位小「閨密」就默默地跟在小熊後面，當小熊拿起植物、漿果狼吞虎嚥，雞就在小熊的下方啄食從小熊嘴邊落下的果實和碎屑。小熊偶爾也會做做樣子驅趕這陰魂不散的跟屁蟲，但雞總能精明地躲開揮過來的熊掌，並耐心地等待小熊自餐桌「離席」，隨即補位啄食掉落一地的碎屑。

這樣看似突破大眾認知的「相處方式」，或許並非不可能。熊是獨居動物，且極度「明哲保身」，通常在非必要的情況之下都不希望發生爭執，甚至大打出手。在食物充足的狀況之下，只要每一隻熊都覺得自己可以飽食，和其他競爭者在同一空間進食並非不可能。因此，在美洲，我們也可以看見一整群的棕熊排排站在河中央，相安無事地一同捕食鮭魚的畫面。小熊在食物供應無虞下，小熊獵捕的動機可能變低。那些食物碎屑對小熊來說，根本不看在眼裡，小雞的存在對小熊自然也沒太大威脅性。由此可見，小熊之所以對「熊麻雞」的行為視若無睹，或許是在驅趕雞的體力以及犧牲掉落碎屑食物的權衡之下，似乎不怎麼划算，因此小熊便懶得去管「熊麻雞」了。

但「熊麻雞」偶爾也會觸發小熊的警戒心，事情發生在小熊進行獵捕訓練後，這次的獵物──小豬仔，就沒有這隻雞這樣的好運。豐盛的豬肉大餐，小熊只吃了一半，另一半被小熊帶回了牠的遊戲場。邊玩邊舔，並將豬排枕在頭下，就這樣睡去。此時「熊麻雞」愣頭愣腦地靠近小熊，認為會像平常一樣沒事，但不料小熊此時卻警鈴大作，直接坐了起來。「熊麻雞」被嚇得倒退，但仍沒有學乖，在第二次接近時，小熊突然發難，伸出利爪攻擊「熊麻雞」，遲鈍的「熊麻雞」終於感受到性命威脅，落荒而逃。這樣的現象即是典型的「護食行為」，平常雞啄食熊掉落的食物碎屑，小熊都不理會，因為塞牙縫都不夠，但是輪到一大「豬排」時，由於豬排得來不易，又只有這麼一塊，豈有分享之理，必當警戒以對。

話說回來，安置小熊之初，團隊本也想到為孤單的小熊找伴，如狗或其他熊，但因各種考量而作罷。如今冒出一隻地表最強的「奇雞」，五個月以來一直陪著小熊，算是山神送給小熊的禮物嗎？小熊和「熊麻雞」的關係，究竟是跨物種的友誼，還是養雞取蛋，或是養肥殺來吃的儲備糧食的概念，沒有人知道。但身為唯一逃過「熊口」的雞，肯定對於小熊來說有特別的意義，也讓我們對於台灣黑熊的研究有了一項有趣而溫馨的紀錄。不知可否登上金氏世界紀錄。

在小熊野放回山林前一天，我們也從森林場裡帶回熊麻雞。我捧在胸前，深深聞了一大口，「怎麼香香的！」次日，熊麻雞隨即被安置於「台灣黑熊夢想藝術館」安養天年，完成一段雞「熊」同籠的佳話。

——本文摘自泛科學2019年7月選書《小熊回家：南安小熊教我們的事》，2019 年 6 月，時報出版。