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魚有沒有鼻孔?晚餐桌上聊科普(系列4)

小牛頓電子書_96
・2012/12/11 ・1174字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 437 ・四年級

撰稿/資料來源:小牛頓編輯部

聊著聊著也堂堂邁入第四篇了,民以食為天,或許這也是為什麼晚餐桌上總有聊不完的科普知識,甚至還有許多我們習以為常,卻常常說不出個所以然的小常識,就像魚到底有沒有鼻孔呢?您知道魚的鼻孔能做什麼呢?

小酪梨,大學問

前幾天辦公室來了一批酪梨,大家滿心期待著這個神奇的食物,沒想到才進了冰箱一天,隔天拿出來竟然開始腐壞了,難道酪梨不能進冰箱嗎?

酪梨是一種採下來才開始熟成的水果,剛採下來的時候是綠色,很快地會開始變黑,但是變黑並不代表熟透,有些品種甚至不變色,而因品種不同又有5~7天的熟成時間,但熟成的酪梨不宜久放,那到底該怎麼分辨呢?

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酪梨在成熟時,果實會劇烈的「呼吸」,排出水氣,同時蒂頭和果皮間會產生小小的「空隙」,就可以作為判斷成熟的指標了。(圖片左邊是未熟的,右邊是較成熟的,紅色箭頭處可以看到「空隙」。)

這種後熟的原因,最主要是由於「植物乙稀」的作用,將果肉中的細胞壁破壞,進而使油脂等養份釋出,果肉就變的好吃了。酪梨可生吃可打成果汁,但如果萬一遇到不熟的果肉呢?也別緊張,只要經過加熱的調理過程,一樣可以吃到美味的酪梨了!

 魚有沒有鼻孔?

魚是用腮呼吸的啊〜要鼻孔幹麻?

No~no~no〜

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吃魚時仔細看,很多魚是有鼻孔的。大部分的魚甚至有兩對鼻孔呢!

人的鼻孔除了呼吸外,還有嗅覺功能。而魚的呼吸由腮負責,鼻孔負責的就是嗅覺囉!許多種類的魚具有兩對鼻孔,包括一對前鼻孔和一對後鼻孔,水會從前鼻孔流入,再由後鼻孔流出,前後鼻孔中間的通道有嗅覺細胞,能靠進出的水「聞」出水裡的味道。只有一對鼻孔的魚類,就用同一對鼻孔吸水和排水。

今天晚餐裡有魚嗎?仔細看看牠有幾對鼻孔吧!

吃籽不吃肉的百香果

百香果樹在夏天開花,兩個月後約在初秋時開始陸續結果。很多人說:「吃水果得吃現摘的才夠新鮮!」不過果農說,百香果成熟後自然掉落的果實才是最香甜的喔!

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切開百香果,會看到包裹著黑籽、一粒粒金黃色小囊,小囊裡飽含酸甜芬芳的汁液,很多人以為這就是百香果的果肉。其實我們都認錯啦〜紫色果皮下方、白色的部份才是果肉。那這金黃色的小囊究竟是什麼呢?

包裹著黑色種子的金黃色小囊其實是「果囊」,是種子的假果皮。一顆百香果裡,藏著有上百顆包著果囊的種子,上百個香噴噴的果囊加起來,真的名副其實是「百」「香」果呢!

 

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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西番蓮傳色情簡訊給你——《人類時代》
時報出版_96
・2015/10/20 ・2599字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 445 ・四年級

西番蓮屬,百香果Passiflora edulis是本屬最有名的成員。 source:Pablo Gonzalez
西番蓮屬,百香果Passiflora edulis是本屬最有名的成員。
source:Pablo Gonzalez

生命有許多種形式,智慧亦然──植物或許沒有腦袋,但它們卻可能聰明絕頂,擅於操弄,而且凶殘惡毒。因此植物已經會傳簡訊求救,其實這是遲早的事,拜新的數位裝置之賜,一株枯乾的蔓綠絨,或者營養不良的朱槿,或者照顧不周的吊竹梅,都可以傳簡訊或者在網路上推特給它的主人。

人類喜歡受到重視,因此或許只要一株秋海棠感到「快樂」──這是園丁喜歡的說法,意味著它健康而且受到良好的照顧,也可以傳個簡單的「謝謝你」簡訊。想像你留在家裡孤零零的波士頓蕨用botanicalls 撥電話給你的情景。不過為什麼會求救的只限盆栽?另一家公司也找出方法,讓農作物可以一齊發簡訊,讓農夫知道他的努力是否會有大豐收。置放在土壤裡的感應器會感應濕度,然後把主人事先預錄的訊息發送出去。一叢香蕉發出劈啪聲,不知道聽起來是什麼樣?

Botanicalls. source:Josh DiMauro
Botanicalls.
source:Josh DiMauro

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植物傳簡訊給人類或許是新鮮事,但心懷不滿的植物早就會互相閒聊。榆樹遭昆蟲嚙咬時,會分泌化學物質,相當於廣播「我受傷了!接下來可能輪到你們!警告同一叢樹林中的其他植物趕快製造毒藥備用。植物是世界級的化學家,堪稱穿著綠衣的盧克雷齊亞.波吉亞(Lucrezia Borgia)1。如果是人毒殺別人,我們斥之為邪惡,而且下毒是預謀犯罪,不能以「自衛」為藉口。可是植物卻天天都分泌最惡毒的毒液,我們卻徹底地原諒它們。它們或許欠缺心智,甚至沒有腦袋,但它們對傷害卻有反應,也會奮鬥求生,刻意行動,奴役人類(透過如咖啡、香菸、鴉片),並且彼此之間還會不停地饒舌。

草莓、蕨類、苜蓿、蘆葦、竹子、羊角芹,以及其他許多植物都有它們自己的社交網路──一叢各自生長的植物由細緻的長毯(其實是橫向的莖)連結。要是有毛蟲咬了白苜蓿的葉子,它的訊息就傳遍整個群體,大家一起增加化武。如果壓迫一株胡桃樹,它就會醞釀它自己腐蝕性的阿斯匹靈,並且還會通知親戚全都這麼做。專欄作家莫莉.艾文斯(Molly Ivins)談起一位上了年紀的德州國會議員時,十分俏皮地說 :「要是他的智商再降得更低,我們就得一天為他澆兩次水」, 她顯然低估了植物的智慧。植物可不會溫文爾雅,有的可能很凶殘、愛耍手段、喜歡誘惑、工於心計、心腸惡毒、不擇手段、老於世故,而且徹頭徹尾地野蠻。

由於植物無法追求配偶,因此會大費周章,運用各種歌舞綜藝,哄騙動物為它們求偶。比如有些蘭花會偽裝為雌蜂的性器官,好像雄蜂試圖和它們交配,結果穿上了花粉的長褲。它們無法逃離危險,因此發明形形色色的毒藥,足以填滿整本藥典,另外它們還有一些簡單的武器:比如會使人喪命的番木鱉鹼和阿托平;會造成恐怖水泡的毒漆藤和毒葛;和像冬青和薊這種揮舞著如小刀般的刺人凶犯。黑莓和玫瑰會運用彎刺的皮帶,蕁麻的每一根毫毛都藏有一小管裝滿甲酸或組織胺的針管,讓我們發癢或奔逃。

萬一你在教西番蓮發送簡訊給你的過程中,受到誘惑,產生擁抱它的欲望──可千萬要忍住。西番蓮在細胞壁遭昆蟲咬破,或者被人類觸摸時,會釋出氰化物。當然,因為大自然的攻防常常是武器競賽,因此專咬葉子的毛毛蟲也演化到對氰化物免疫的程度。人常因誤食西番蓮、水仙、紫杉、番红花、附子(monkshood)、杜鵑、風信子、白鶴芋、毛地黃、夾竹桃、常春藤之類植物而死。一六九二年發生在麻州賽倫(Salem)的女巫審判案,有一種還待證實的說法,那就是整個案子的起源是在於前一個冬天太潮濕,裸麥作物感染了麥角鹼,這是一種類似LSD的迷幻劑,或許在把裸麥磨成粉的過程中,人們不小心吸進體內,結果使幾個女孩出現好像著魔的症狀,引發舉報女巫的一連串不幸事件。

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source:Swallowtail Garden Seeds
source:Swallowtail Garden Seeds

置身人類世的我們對散漫無紀的植物總是猶豫不決,就像我們對野生動物一樣,不知該如何面對它們才好。我們希望它們環繞在我們周遭,卻又不要它們毫無節制,四處徜徉。我們把心愛的植物放在室內或室外,要它們遵守規矩,不要肆無忌憚。野草教我們心驚,但正如巴黎植物學家派崔克.布朗 (Patrick Blanc)所指出的,「正是這種植物界的自由最教我們著迷。」 雖然植物也許老謀深算而十分危險,卻出現在我們生活中的每一

層面,由求偶到葬儀都不可免。它們以辛辣的氣味、炫目的造型填滿我們的房室,用抗拒地心引力的空中芭蕾及彎曲身姿綻開花瓣,攀向太陽。不妨把它們想成原始的太陽馬戲團。許多非洲菫都讓害羞的人(shrinking violet,指害羞內向的人,借violet 非洲菫作文字遊戲)得到他們迫切需要的跨界友誼。

由於它們的確要求照顧,而我們又確實喜歡我們的社交網路,因此我猜簡訊風會襲捲植物界,發給我們一堆彬彬有禮的謝詞,或者粗魯無文的抱怨 。接下來會是什麼?紫藤每一次被蜂鳥探看時,就發一則色情簡訊?還是一壇百日菊在結實之際,就對網路上的跟隨者大呼小叫?

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當然一些調皮的文字大師也會想出生氣蓬勃的簡訊,讓植物傳送,發出過度奉承或者諷刺嘲弄的電報。或許半帶阿諛:「你這了不起的女孩!謝謝你的溫柔呵護。」或者想想當你在和別人晚餐約會之時,突然接到滿腹牢騷的聖誕紅傳來簡訊說:「有像你這樣的複葉,誰還需要秋牡丹(海葵)?!」2

  • 註1:波吉亞家族中的要角,羅馬教宗亞歷山大六世的私生女,常被描繪為蛇蝎美人。
  • 註2:原文是「有像你這樣的朋友,誰還需要敵人」(With friends like you, who needs enemies),這是用friends 和fronds 以及enemies 和anemones 作文字遊戲。

getImage (6)本文摘自泛科學2015年10月選書《人類時代:我們所塑造的世界》,時報出版。

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本書搭配好活動《PanSci TALK:生而為人》,邀請到泛科學專欄作家寒波來分享「猴子有好幾種,為什麼人只有一種?」討論關於人類演化的故事;下半場則由〈故事〉專欄作家馬雅人分享「雨林世界:自然環境與馬雅文明」。

時報出版_96
174 篇文章 ・ 34 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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一個鼻子各自表述?
陸子鈞
・2011/10/29 ・814字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

看看鏡子中的你,有兩邊耳朵,可以分辨聲音的來源,有一雙眼睛,可以產生立體視覺,那為什麼人有兩個鼻孔?科學家陸續發現,即使鼻孔相距不遠,兩邊看起來也沒有差異,但對嗅覺卻非常重要。

過去的研究指出,人類左右的鼻孔呼吸氣流速度並不一致,而且每隔幾小時就會交換一次。史丹佛大學的神經生理學家Noam Sobel和其他研究人員,想知道是否這樣的交換有助於嗅覺的靈敏。化學分子被嗅神經感覺到之前,必須通過鼻腔的粘膜,而不同的化學分子,被粘膜吸收的效率不同。研究團隊利用不同比例的香芹酮(carvone)和辛烷(octane)混合物,讓不同氣流速度的鼻孔聞。

結果發現,呼吸氣流較快的鼻孔,對於像香芹酮這類較快被粘膜吸收的化學物質,較為靈敏,卻也較無法感覺到像辛烷這類較慢被粘膜吸收的化學物質。反之,鼻孔的呼吸氣流較慢,則結果相反。也就是說,兩邊鼻孔能使我們同時聞到更多的嗅覺分子。這項結果於1999年發表於《Nature》。

幾年之後,印度的研究團隊,藉由老鼠,發現兩邊鼻孔和兩邊耳朵、兩隻眼睛一樣,能辨識訊號(味道)的來源。受過訓練後的老鼠,在叉道上能於50毫秒就選擇出氣味來自左邊或右邊,不管氣味是香蕉、桉樹或是玫瑰,都有80%的正確率。不過研究人員塞住老鼠一邊鼻孔後,牠們似乎就沒辦法辨識氣味的方向。顯然兩邊鼻孔傳送不同的嗅覺訊號到腦部,即使兩邊鼻孔差距不到3公釐遠!

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主持這項研究的Upinder Bhalla認為,兩邊鼻孔辨識氣味來源的重要性,應該普遍存在於不同的動物身上,而他的推測後來也在鯊魚信鴿被證實。不過和其他動物相比,人類對嗅覺的依賴很小,所以很難證實是否人類也能依賴兩邊鼻孔來認出氣味的來源。

參考資料:

  • Noam Sobel, Rehan M. Khan, Amnon Saltman, Edith V. Sullivan, John D. E. Gabrieli. 1999. The world smells different to each nostril. Nature. 402.
  • Nature News: Rats show off ‘stereo smell’ [2 February 2006]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。