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在海裡游泳別嗆到水——你會吃到鯨魚大便!

范君寧
・2016/07/27 ・2046字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 514 ・六年級
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鯨:整個大海都是我的遊樂場……跟廁所!source:Pickup Image

編譯/范君寧

夏天就是要去海邊玩啊不然要幹嘛?不過假如你喜歡游泳、潛水、衝浪,暢快徜徉在大海中的話,你是否曾經想過,你可能正漂浮在某個海洋生物的……排泄物中!?

大海是地球生命的起源,根據《美國科學公共圖書館生物期刊》(PLOS BIOLOGY)於2011年八月所提出的報告,大約有兩百二十萬種生物存活在海洋中,在這數不清的生物中,有小到只能藉顯微鏡一窺的浮游生物,更有大到重幾十萬磅的海洋哺乳類。

不過,海洋並不只是牠們的家,還是牠們的廁所!數百萬種生物每天覓食、生物、排泄都在同個地方,聽起來好像很噁心,但對海洋生物而言,尿與排泄物可以說是最營養的再利用資源,藉由被不斷地消費與回收,維持海洋生態系統的健全,也於食物網的建立上扮演重要角色。

誰尿得最多?海洋廁所最大的貢獻者

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source:flickr

無庸置疑地,海中體積最大的動物——鯨魚——就是產出排泄物量的第一名,不過如何實際計算鯨魚的排泄量仍是讓科學家頭痛的問題,根據於佛蒙特大學(University of Vermont)的生物保育學家喬.羅曼(Joe Roman)接受《生命科學》(Live Science)的訪問,目前科學家藉由計算體積較小、易於觀察的海洋生物的每日排泄量,像是海豹、海豚等,再進一步縮放比例成鯨魚的體積,以此估算鯨魚的排泄量。

雖然無法得到確切的數據,但這仍對於鯨魚的排泄量提供一個普遍性的概念。根據《加拿大動物學期刊》(Canadian Journal of Zoology)於2003年刊出的研究指出,長至18公尺、重量可高達4萬5千公斤的塞鯨,每日有627公升的估計尿量。可長至26公尺、重達72575公斤的長鬚鯨每天則有974公升的驚人尿量,相等於一個人類連續尿上三年!

大個便這麼厲害?鯨魚的海中黃金

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鯨魚在海裡自由自在地解~放~自~己~ source:Compfight

鯨魚傾向於深潛捕食之前在海面上個廁所,並且排出巨量的、擁有特殊顏色以及濃厚氣味的便便煙雲,其富含高度營養的鯨魚排泄物是名副其實的「海中黃金」。在緬因灣內,科學家估計鯨魚與海豹的糞便提供給浮游植物23,600噸的氮。在南極,鯨魚一天可以吃掉好幾噸富含鐵質的磷蝦,而大部分鐵質會隨著糞便排出,滋養極缺乏鐵質的南極表層水域,豐富整個生態系統。

鯨魚排泄物提供海洋生物氮、磷、鐵等重要營養元素,浮游植物、海藻等小型有機體都是鯨魚排泄物的受益者。但不僅僅到此結束,浮游植物會被浮游動物吃掉,接著浮游動物再被魚吃掉,甚至魚會再被鯨魚吃掉!

鯨魚糞便最大的受益者可說是整個海洋循環系統。鯨魚在深層海域捕食,然後浮上海面排泄,將沉積在深海的稀少重要養分帶到海水表面,促進浮游生物的生長,穩固海洋食物鏈的基礎。另外,鯨魚是遷徙距離最遠的哺乳動物之一,藉由來回營養豐富的捕食水域與營養缺乏的繁殖水域,牠們的糞便被從養分富饒的地方運至養分稀缺的地方,幫助海洋生物的生長。因此,無論是縱向或是橫向的營養循環,鯨魚(以及牠的便便)都在海洋的營養循環中扮演極重要的角色。

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鯨魚排泄後的養分經過漫漫長路,在大海中不斷地循環。 source:wikipedia

鯨魚的廁所鯨魚上——人類請用自己的廁所

根據《生態學與環境新領域探索》(Frontiers in Ecology and the Environment)2014年七月發表的研究,鯨魚就像是「海洋生態的工程師」,詳述了牠們在生態循環中扮演極重要的一環,以及鯨魚數的下降將會對無數的海洋生物造成災害性的影響。

近兩百年來,捕鯨行為愈趨嚴重,導致鯨魚數量減少了60%到90%(舉南半球藍鯨為例,其數量在上個世紀減少了99%,從約32萬7000隻下降到1180隻!)這造成生態系統中重要營養鹽循環的困難。另外,食物鏈底層的浮游生物無法取得重要的生長養分,數量減少,造成整體食物鏈生態不穩定,嚴重地破壞海洋系統的平衡。

不過,也千萬別想著「嗯嗯如果鯨魚便便數量不夠,啊不然我也來貢獻我的大便吧」這樣的事情啊!

海洋中的鯨魚糞便變得少見,取而代之更多的是人類糞便。隨著人口增加,爆炸性的人口所產生的過多排泄物無處去,許多地區將未經處理的排泄物倒入湖泊、河流、海洋,其帶來的髒汙疾病汙染生態系統甚劇。人畜排泄物汙染海水、產生許多海洋病原體,目前已知的例如沙門氏菌屬、霍亂弧菌、志賀氏菌屬等,若人類又吃下受到汙染的魚類、貝類,可能引發腹瀉、腸胃炎、肝炎等等

下次到海邊玩、想為大海盡一份心力的時候,別留下垃圾(包含你的黃金)、留給海洋生物們一個乾淨的家,這就是最好的貢獻了!

 

原文出處:How Much of the Ocean Is Whale Pee (and Worse)?, Mindy Weisberger, June 25, 2016

參考文獻:


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范君寧
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泛科學實習編輯,政大新聞系,一個食量很大的奇怪女子,近期的目標是每天好好運作腦袋,不要生鏽。


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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。