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為何小強殺不死?蟑螂的生存之道──《當蟑螂不再是敵人》

PanSci_96
・2017/03/21 ・3413字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 503 ・六年級

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  • 【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

殺不死的小強,我們揮之不去的夢魘

在一九四九年出版、獲得美國國家圖書獎的《金臂人》裡,艾格林罕見地犯了一個錯誤,在他露骨的描繪中,蟑螂血是一種深色液體,被用來當成噁心的討酒手段。但事實上,流貫蟑螂全身的血液是一種無色的透明液體,當牠堅硬的外殼(也就是外骨骼)被刺穿或壓碎時,會噴出一種很像膿或包皮垢的米白色物質。想當然,這個橋段並未出現在由普里明傑(Otto Preminger)導演、法蘭克.辛納屈(Frank Sinatra)主演的改編電影中。

這種略黃的米白色物質其實是脂肪,內含蟑螂的器官、神經和循環系統,這層厚厚的糊狀物位在堅硬的外殼與柔軟的內臟之間,稱為脂肪體,蟑螂的新陳代謝大多在此進行;這裡也儲存氮和其他養分,可在缺糧時維繫生命。

美國最常見的德國蟑螂(Blattella germanica),也就是我們最常在廚房裡看到的種類,在沒有食物的情況下,只要有水就可以存活四十五天;如果既沒有食物也沒有水,牠們依然可存活兩週以上。其他蟑螂的壽命更長,尤其是第二常見的美洲家蠊(P. americana)。只要有水就能存活九十天;實驗室裡的美洲家蠊,就算不吃不喝也能活四十幾天。而無論是哪種蟑螂,雌性不吃不喝的存活時間都比雄性更長。

點一下開燈你會看到:居家常見蟑螂:A:德國姬蠊(德國蟑螂)(Blattella germanica)、B:美洲蜚蠊(美洲家蠊)(Periplaneta americana)、C:澳洲蜚蠊(Periplaneta australasiae)、D和E:雌性和雄性的東方蜚蠊(Blatta orientalis)。圖/wikimedia commons

蟑螂都是天生的生存高手。雖然求生能力強的昆蟲並不少,但就目前所知,蟑螂是地球現存最古老的昆蟲,不愧是極成功的演化設計。蟑螂跟其他昆蟲一樣有六隻腳,外殼的成分是甲殼素(又稱幾丁質);頭部永遠都低垂在背甲之下,前方伸出一對觸角,從側面看,蟑螂就像總是低著頭。油亮的外骨骼與體型使牠能夠擠進極度狹小的空間裡。

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生存守則一:不挑食才可以活得久

牠可以從各種物質裡攝取養分,野生蟑螂的食物種類繁多,包括植物殘骸、真菌、木頭、動物糞便,幾乎是有什麼就吃什麼。被歸類為雜食性(什麼都吃)的動物為數眾多,但像蟑螂如此名實相符的少之又少。生活在人類身邊的蟑螂都是人類吃什麼、牠就跟著吃什麼(除了小黃瓜,聽說蟑螂非常討厭小黃瓜)。很多人類寧願餓死也不肯吃的東西,蟑螂卻可以開心吃下肚,例如膠水、糞便、頭髮、腐葉、紙張、皮革、香蕉皮、其他蟑螂、人類(無論死活),還有酸掉的溫啤酒(據說這是蟑螂的最愛)。

人類的冰箱就是我的冰箱~圖/youtube

蟑螂比恐龍早出現一億五千萬年、比人類早三億年,最早的蟑螂化石可追溯到西元前三億兩千五百萬年的石炭紀,那個時期留下的每一種昆蟲化石都代表一個物種的滅絕, 唯獨蟑螂例外。從伊利諾州含煤層裡挖出來的蟑螂化石,跟今日生活在同一塊土地上的蟑螂幾乎毫無二致。石炭紀的蟑螂數量龐大,多到有時也稱為蟑螂時代;時至今日,蟑螂依然數量龐大。過去兩個世紀裡,已發現和命名的蟑螂種類超過五千種。科學家相信, 尚未被發現的蟑螂種類也有五千種左右。蟑螂屬於蜚蠊目(Blattaria), 這個單字源自希臘語的 blattae, 也就是古希臘人所謂的居家害蟲。

蟑螂的昆蟲近親是白蟻跟螳科昆蟲,如螳螂。這兩種昆蟲(以及蟋蟀跟蚱蜢)都和蟑螂一樣沒有牙齒,而是用口器撕、扯、碾、磨;寬廣的前翅很少用來飛行,因為牠們幾乎不飛。過去這幾種昆蟲被歸類在直翅目,但後來蟑螂有了自己的分類。

蜚蠊目底下共有五個科,其下約有一萬個種類。在我們平常的居住空間裡,只看的到少數幾種蟑螂(不到一百種);但身為偏好炎熱潮溼的昆蟲,熱帶叢林或許是蟑螂最喜歡的環境。一九八三年有位科學家在巴拿馬叢林裡,只設置了六個陷阱,就捕獲到一百六十四種不同的蟑螂。

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生存守則二:四海為家的風流小強

無論如何,蟑螂並不受限於特定的生存環境,牠們可以在各式各樣的地方生活,包括阿拉斯加的柴堆底下、哥斯大黎加熱帶叢林的樹冠、千里達雨林裡會集水的鳳梨科植物、澳洲的地洞、中亞兩千公尺的高山、阿根廷的沼澤、婆羅洲的洞穴,還有肯亞乾旱帶的灌木叢。無論住在什麼地方,蟑螂都可以開枝散葉。但數千種不同的蟑螂之中,大部分不會跟人類有交集。如果造物者真的存在,只能說祂特別眷顧蟑螂,因為蟑螂的構造獨冠全球,蟑螂無庸置疑是生物演化極致的呈現。

熱帶叢林或許是蟑螂最喜歡的環境。一九八三年有位科學家在巴拿馬叢林裡,只設置了六個陷阱,就捕獲到一百六十四種不同的蟑螂。圖/Heath Alseike @ Flickr

因此,人類可以從蟑螂身上學到的東西,遠超過蟑螂可從人類身上所學。此話並非空言,因為人類持續花費大量的時間與金錢研究蟑螂。蟑螂的生理及行為,每個面向都有相關科學研究,而且文獻數量多得驚人,早在十九世紀就有蟑螂繁殖機制的研究與討論。雖然蟑螂和人類顯然大不相同,但蟑螂被視為神經生物學的絕佳模式動物。

一般認為蟑螂完全依本能行動,是一種單純、有感知的機器,特別適合生物學研究。生物學系的學生最愛解剖美洲家蠊,因為牠體型大、數量多。「我們可以合理推測,在實驗台上遭到肢解的昆蟲裡,數量最多的就是蟑螂;被放在顯微鏡底下觀察的蟑螂口器數量也遠超過其他昆蟲。」康威爾(P. B. Cornwell)在他一九六八年的著作《蟑螂》(THE COCKRAOCH)一書中如此寫道。

生存守則三:躲過殺蟲劑的槍林彈雨

想當然,靠著日復一日研究蟑螂,賺取豐厚薪水的博士不在少數。截至一九七○年代,大部分的蟑螂研究都與生物學有關,包括蟑螂的身體如何運作、如何繁殖、該如何歸屬分類。一九七○年代之後,關於蟑螂社會與生活行為的研究迅速增加,這些研究資金多半來自製造與販售殺蟲劑的化學公司,他們的產品會擾亂蟑螂的行為、控制與(或)消滅蟑螂。因為自從床蝨已五十年左右未出現,蟑螂成為許多已開發國家最煩人的居家害蟲。

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也因此,除了科學家,還有另一群專業人士靠蟑螂賺大錢:除蟲公司。害蟲防治每年都可賺進大把鈔票,尤其是殺蟑。根據美國農業部統計,每年用來消滅蟑螂、螞蟻、老鼠與白蟻的開銷約為四十億美元。最近有項研究指出,消滅蟑螂的花費約為兩億四千萬美元。

對除蟲公司來說,消滅蟑螂是一筆可觀的大生意。圖/Wallpapers Charlie

十八世紀的瑞典博物學家卡爾.林奈(Carolus Linnaeus)為蟑螂取的學名,並無法精準反映牠們的發源地。例如艾格林小說裡,那隻在寡婦維茲瑞克的吧台上爬來爬去的蟑螂,非常有可能是一隻德國蟑螂;據信德國蟑螂最初是跟著腓尼基人從非洲橫越地中海,然後散佈到俄國、歐洲,最後再到美洲。大部分北美城市居民在夜裡開燈時,看到四下逃竄的蟑螂,應該都是德國蟑螂,也是除蟲公司最重要的衣食父母。這種體型較小的棕色蟑螂,多半住在公寓或平房裡的廚房和浴室。

美國常見的居家蟑螂有五種,德國蟑螂是其中一種(另外還有六十四種住在離人群較遠的地方,有可能一輩子也見不到),也是最常見的一種。德國蟑螂的翅膀是祖先遺留下來的構造,由於已退化,因此不會飛。大部分的蟑螂都有翅膀,但很多都是中看不中用。不過,美國第二常見的蟑螂偶爾還是會飛一下,也就是前面提過的美洲家蠊;有些人委婉稱之為「水蟲」。

一般人叫牠們美洲蟑螂,但其實牠們並非源自美洲,而是從非洲搭乘奴隸船過來的。

美洲蟑螂呈深棕色,體型比德國蟑螂大很多,身長可達五公分,較常出現在美國南部與亞熱帶地區。不過美洲蟑螂的適應力很強,在紐約市任何一棟大樓地下室的鍋爐附近耐心觀察,都有機會看見牠們。牠們喜歡住在下水道、地下室等潮溼陰暗的地方。

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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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人類有可能扮演上帝嗎?喬治.丘奇的基因科學之夢(上)——《未來的造物者》
臉譜出版_96
・2023/11/11 ・3188字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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上帝、教會與(有點長毛的)長毛象

幾乎所有文化在面對生命本源的問題時,都會用一些角色與故事回答問題。在希臘神話中,最初只有卡俄斯(Chaos)——虛無——的存在,接著蓋亞(Gaia)從虛無而生,然後生下天空烏拉諾斯(Uranus)。他們的後代包括泰坦(Titan)、獨眼巨人(Cyclopes)、百臂巨人(hundred-handed creatures)、諸神(赫斯提亞〔Hestia〕、狄蜜特〔Demeter〕、宙斯〔Zeus〕等),以及後來的人類。古蘇美人則相信母神納木(Nammu)生下了天與地,並且誕下動植物與人類。在拉科塔族(Lakota)傳說中,這個世界存在之前還有另一個世界,那個世界的人類罪孽深重,因此大靈(Great Spirit)用洪水淹沒大地,只有烏鴉康吉(Kangi)活了下來。大靈另外派三隻動物取了泥回來,由大靈塑造成土地與世界各地的動物,然後又用紅、白、黑、黃四色的泥塑造出男人與女人。而在基督教故事中,上帝先是創造出無形的荒蕪,接著創造光、天空、土地、動物,以及掌管所有生物、後來成為人類始祖的亞當與夏娃。

這些故事都編造於我們理解生物學、天擇與生命演化之前。《創世紀》(Genesis)記載了許多戲劇化的故事,故事中世界遭遇危難、一家人盼望生下孩子,還有人遠行尋找未來的家園,它的多位作者根本沒聽過好幾世紀後達爾文對於天擇的觀察,也沒聽過格雷高爾.孟德爾(Gregor Mendel)提出的遺傳法則。(若能研究《聖經》中幾個著名家族——例如撒拉〔Sarah〕、利百加〔Rebecca〕與拉結〔Rachel〕的家系——的基因序列,那也許可以找出她們難以懷孕或成功生育的原因。)

圖/wikimedia

蘇格蘭哲學家大衛.休謨(David Hume)曾觀察到,我們人類共同的這些創世神話之所以存在,是因為我們需要用有因果關係的故事理解周遭世界,也是因為當社會規則有前後文脈絡時,社會才能運作得更好。那麼如今,隨著合成生物學打破我們自古流傳下來的規則,迫使我們重新思考這些規則的合理性、挑戰自己原先相信的起源故事,我們又該如何是好呢?到了今天,科學家忙著在數百間實驗室裡幻想、設計與生產生命的未來——而在其中一間實驗室裡,一位備受敬慕的研究者邀我們檢視與調和自己對科學及信仰的信念。

***

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喬治.丘奇在生物學界絕對算得上「大」人物,他同時是麻省理工學院與哈佛大學的教授與實驗室主任。即使不穿鞋,他的身高也達六呎五吋(約一百九十五公分),校區內甚至有幾道門太矮,他必須彎腰低頭才有辦法通過。他擁有天使般大大的可愛笑容、紅潤的雙頰、一頭茂密的白髮,以及蓬鬆的長鬍子。簡而言之,他可說是聖誕老人的遺傳學家弟弟,脾氣也和聖誕老人同樣和藹可親。人們常因丘奇的研究主題而將他和查爾斯.達爾文——甚至是更偉大的人物——相提並論。在討論如何利用合成生物學設計與操控生物學未來時,喜劇演員史蒂芬.荷伯(Steven Colbert)一度打斷了丘奇,急切地問道:「我們有重新設計的必要嗎?」他接著說道:「第一次發明我們的是上帝,是創造天地的主。先生,你這是在扮演上帝嗎?你這個鬍子的確很有假扮上帝的潛力。」荷伯也許沒發現,他這句笑話其實有幾分真實,因為丘奇花費了大量心血想創造新生命,以及復活已死的生物。

患有猝睡症的科學家
合成生物學讓創造新生命及復活已死的生物變得可能。圖/giphy

丘奇在一九五四年誕生於佛羅里達州麥克迪爾空軍基地(MacDill Air Force Base),從小在鄰近坦帕灣(Tampa Bay)的中產階級社區長大,生活環境不算特殊。丘奇的父親是空軍中尉,同時也是賽車手、光腳滑水運動員,比起寧靜的家庭生活,他對刺激的活動感興趣得多。丘奇的母親則是律師、心理學者與作家,她優秀又有想法,早就受夠了丈夫的行徑。她兩度再婚,第二次對象是一位名為蓋洛.丘奇(Gaylord Church)的醫師,蓋洛正式收養了當時九歲的喬治。喬治立刻對繼父包包裡的醫療器材深感興趣,蓋洛教好奇的兒子如何消毒針頭,甚至偶爾讓喬治為他注射藥物。

這段時期,丘奇在天主教學校的老師都對他頭疼不已。丘奇雖然禮貌,卻頻頻提出修女們答不上來的問題,經常帶著老師們鑽神學的牛角尖。他高中就讀麻州名聲極佳的寄宿學校——菲利普斯學院,也就是馬文.閔斯基的母校——這所學校就比較適合他了。他在此鑽研電腦學、生物學與數學——卻也發現自己越來越無法在夜裡完全入眠,日間也難以保持清醒,即使在他深愛的數學課上也會打瞌睡。其他學生不停拿這件事笑他,代數學老師甚至叫他乾脆別來上課了:既然他這麼常在課堂上打瞌睡,那就自己想辦法學數學吧。丘奇為自己辜負師長的期許而感到羞愧,同時也恨自己無法融入群體。

後來他就讀杜克大學(Duke University),睡眠問題仍不見起色,他常在會議或研討課中不小心睡著,睡幾分鐘後聽見自己的名字,他又會像沒睡著一樣猛然驚醒、回應對方。有次在一位系主任的課堂上,系主任見學生斗膽打瞌睡,甚至氣得拿粉筆丟他。儘管如此,丘奇還是在短短兩年內拿到了化學與動物學的學士學位,接著繼續在杜克大學讀生物化學研究所。他很快便被晶體學(crystallography)吸引,這在當時是一門新學問,可用以研究轉運 RNA(tRNA)的三維結構,深入瞭解這種負責解碼 DNA、將遺傳指令運輸到細胞其他部分的 RNA。

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丘奇常在會議或研討課中不小心睡著,但聽見自己的名字又會像沒睡著一樣猛然驚醒、回應對方。圖/giphy

丘奇的睡眠問題並沒有好轉,大多數人都以為他不過是太無聊或在做白日夢,孰料他其實是無意間迅速進入了睡眠的快速動眼期(REM sleep)——也就是人們睡眠時做夢的階段——並且將清醒時的想法帶進了夢裡。在清醒夢狀態中,他看見了未來的各種可能性,探索了不同排列組合的科學方法——換作是清醒的人,絕不可能想到用如此古怪、瘋狂的方式應用科技。

在學生時期,丘奇老是因太過好奇與容易分心(當然還有打瞌睡)而惹上麻煩,他每週花上百小時做尖端晶體學研究,以致從不出席核心課程,最後想當然耳被當掉了。他被逐出了生物化學系,只能試圖轉系、繼續從事研究,然而他修的課程太雜、個人名聲不佳,而且研究領域又很奇怪,沒有教授想收他。此時的丘奇二十歲了,他發表過重大論文、獲得了著名的國家科學基金會(National Science Foundation)青年學者獎,卻被學術界的官僚體制拒之門外。

話雖如此,丘奇仍設法轉學到了哈佛,並下定決心讀完研究所。到了哈佛大學後的第一學期的早秋某一天,丘奇上課遲到了幾分鐘,於是他悄悄溜進教室、在最後一排找位子坐下。他取出筆記本、抬頭看向老師的投影片,赫然發現當日主題是自己的一篇論文。那堂課的教授是分子生物學界首屈一指的學者華特.吉爾伯特(Walter Gilbert),他沒發現丘奇也是這堂課的學生。(吉爾伯特在三年後因開發出 DNA 定序的早期方法之一而獲得諾貝爾獎。)

丘奇繼續做著生物化學相關的夢,提出了許多大膽的想法,其中之一是能低成本且快速解讀 DNA 的機器,還有一者是用現成分子改寫基因體、改良自然造物的方法。在他的想像中,他可以用特定的酶修改基因體當中不同的部分,還能讓神經多樣(neurodiverse)者——例如有強迫症或自閉症的人們——調控他們的特殊能力,而不是用藥物抑制這些能力。丘奇的想法被他帶進了實驗室,他致力於基因體定序與分子多工(molecular multiplexing)的研究,後者是能夠同時定序數條 DNA 的技術,不必像當時廣受使用的方法一樣,一次僅定序一條 DNA。這其實不是新技術,但大部分科學家認為這種想法太過荒謬,所以並沒有繼續順著這條路研究下去。丘奇證實了此事的可行性,一次定序多條 DNA 的方法很快便被許多人接受,大幅降低了 DNA 定序的成本。

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——本文摘自《未來的造物者》,2023 年 11 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

臉譜出版_96
84 篇文章 ・ 254 位粉絲
臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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【2023 年搞笑諾貝爾化學與地質獎】舔石頭以外,猛獁象竟是海龜湯?
寒波_96
・2023/10/20 ・2211字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始,2023 年也不例外。今年「第 33 次第一屆搞笑諾貝爾獎」頒發十個獎項,「化學與地質獎」以看似獵奇的舔石頭博取不少眼球,不過得主揚.扎拉謝維奇( Jan Zalasiewicz)的文章中,其實還提到另一件知名的歷史公案。

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

文學史上用味覺帶出情節,最知名的案例之一是普魯斯特的小說《追憶似水年華》開頭,由瑪德蓮的味道切入,接著進入意識的海洋游泳。扎拉謝維奇的文章開頭,也從品嚐岩石的味道切入,自由切換不同的題材。

地質學家為什麼要舔石頭?《舌頭、石頭,迸出新滋味?科學家為什麼要舔石頭?——2023 搞笑諾貝爾獎》一文有精簡介紹。最主要的理由是,缺乏現代儀器之際,舌頭可謂方便的化學感應器,能提供有用的資訊。

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當然,即使有了現代儀器,舌頭還是很方便的工具。

處於意識流科學史中,扎拉謝維奇的文章從舌頭感應器,十分合理地切換到一場宴會。那場 1951 年的晚宴中,據說提供猛獁象肉製作的餐點。

這場晚宴由美國的「探險俱樂部(The Explorers Club)」舉行,主辦方宣稱當天有道菜,來自已經滅絕的動物大地懶(Megatherium)。但是幾天後有報紙披露,宴會中的奇珍異獸不是大地懶,而是來自阿留申群島,25 萬年久遠的猛獁象!

1951 年保存至今的晚餐。圖/取自 參考資料3

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奇妙的是,當天的餐點竟然有少量樣本被保留至今。當時沒有參加的豪威斯(Paul Griswold Howes)寫信要到一份樣本,一直保存到他去世為止。後來樣本輾轉來到耶魯大學的皮博迪自然史博物館(Yale Peabody Museum)。

那一餐到底是大地懶,還是猛獁象呢?2014 年,耶魯大學的研究生葛拉斯(Jessica Glass)等人成功由樣本中取得 DNA,結果在 2016 年發表。比對之下相當明顯,答案是綠蠵龜。

現今綠蠵龜是保育類動物,合法的狀況下沒有機會吃到。然而 1951 年那個時候,綠蠵龜尚未面臨滅團威脅,仍然是普遍的食材。

區區綠蠵龜製成的海龜湯,當然無法彰顯晚宴的尊絕不凡。不過俱樂部宣稱的大地懶,怎麼又會變成猛獁象?

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最可疑的是當天在場的俱樂部成員尼可斯(Herbert Bishop Nichols),他也是基督科學箴言報(The Christian Science Monitor)的科學編輯。可考的記錄中,他第一個對外提出相關描述,後來被視為吃猛獁象的證據。

海龜湯的幾位相關人猿。(A) 據說將食材從北極帶回的極區探險家 Father Bernard Rosecrans Hubbard。(B) 極區探險家 George Francis Kosco。(C) 晚宴主辦人 Wendell Phillips Dodge。(D) 保存樣本的 Paul Griswold Howes。圖/取自 參考資料3

如果真的是那道菜的材料,那麼狀況就是:俱樂部用綠蠵龜做菜,宣稱是大地懶,報紙以訛傳訛寫成猛獁象。

「吃猛獁象」之類的傳聞,雖然不是嚴謹的科學,卻因為有噱頭而容易引人注目。作為沒多少負面影響的玩笑,也沒有人想要特別澄清。使得這類事件的真相,往往不了了之。

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儘管沒有特別獲得搞笑諾貝爾獎關注,對於這道海龜湯的追根究底,倒是相當符合搞笑諾貝爾獎的精神。

海龜湯以後,扎拉謝維奇的文章意識又跳躍到另一種已經滅團的生物:貨幣蟲(Nummulites)。許多古生物,當初也是其他古生物的食物。儘管擁有堅硬的外殼保護,貨幣蟲這種生物依然有機會成為美食。

1912 年的時候,英國古生物學家庫克派崔克(Randolph Kirkpatrick)提出一個觀點:地球有一段時間存在非常大量的貨幣蟲,後來它們變成稱為「貨幣球(Nummulosphere)」的地層,是地殼岩石的源頭。

看起來很搞笑,可是庫克派崔克是認真的。所以他即使生在現代,應該也沒有獲得搞笑諾貝爾獎的機會。

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2023 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片(化學與地質獎從 10:18 開始):

延伸閱讀

參考資料

  1. The 33rd First Annual Ig Nobel Prizes
  2. Eating fossils
  3. Was Frozen Mammoth or Giant Ground Sloth Served for Dinner at The Explorers Club?
  4. Mammoth meat was never served at 1950s New York dinner, says researcher

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1016 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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【2023 年搞笑諾貝爾獎快訊】10 項怪奇獲獎研究出爐
PanSci_96
・2023/09/15 ・3874字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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一年一度、讓你廢到笑出來的搞笑諾貝爾獎,今年在美東時間 9 月 14 日下午 6 點準時直播。

今年的主題為「水」,這次 10 項獲獎都或多或少與「水」有關(但大部分是口水),現在就快讓我們一起來看看今年的得獎快訊,並一起期待後續的個別研究報導吧~

化學和地質獎:為什麼地質學家與古生物學家會舔化石

這是一封說明「過去」地質學家與古生物學家,為什麼會有舔化石習慣的「快訊」(發表在期刊上,但被歸類為快訊),這封快訊說了幾個故事,其中最讓我印象深刻的,是「義大利地質之父」的喬瓦尼·阿爾杜伊諾(Giovanni Arduino,1714-1795)用自己的舌頭「品嚐」這些化石,分類出可能是史上第一個「地質時期」

故事的亮點是引用了喬瓦尼·阿爾杜伊諾的研究紀錄,看起來就像是個美食家在品嚐化石。

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文學獎:重複寫字,直到感覺不對勁

A 編小學時,曾被老師罰抄生字 100 遍,寫到一半突然懷疑這個字是不是這樣寫,趕緊回頭看前面寫的字,還把課本翻出來看才確定自己沒有寫錯。

上述的情境,稱為「猶昧感」(Jamais Vu),「猶昧感」是「既視感」(Deja Vu)的反義詞,描述人們對熟悉的事物,突然感到陌生,也是這篇論文主要探討的主題。

這研究的笑點在於他的實驗,他們讓受試者一直重複寫同一個字,跟小學被老師罰抄生字一樣。

實驗中,約有三分之二的受試者體驗到「猶昧感」,這些受試者大約在重複 30 次或一分鐘後開始感到異狀。另外,研究也發現平常越容易發生「既視感」的人,也更容易發生「猶昧感」,未來「猶昧感」的相關研究,可能會加深我們對「既視感」的理解。

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  • 原文研究: “The The The The Induction of Jamais Vu in the Laboratory: Word Alienation and Semantic Satiation,” Chris J. A. Moulin, Nicole Bell, Merita Turunen, Arina Baharin, and Akira R. O’Connor, Memory, vol. 29, no. 7, 2021, pp. 933-942.  doi.org/10.1080/09658211.2020.1727519

機械工程獎:死靈機器蜘蛛

會招喚骷髏或操縱屍體的死靈法師稱為 Necromancer,而科學家再次中二病發作,把用液壓操控的蜘蛛屍體,稱作 Necrorobotics 死靈機器。

我跟同事討論這種死靈機器,算不算是一種仿生科技?他覺得是,我覺得不是,你們覺得呢?

  • 原文研究:“Necrobotics: Biotic Materials as Ready-to-Use Actuators,” Te Faye Yap, Zhen Liu, Anoop Rajappan, Trevor J. Shimokusu, and Daniel J. Preston, Advanced Science, vol. 9, no. 29, 2022, article 2201174.  doi.org/10.1002/advs.202201174
死靈機器蜘蛛。

公共醫學獎:斯坦福馬桶

恩,就是接上各種感應器的物聯網馬桶,能即時檢測使用者的糞便與尿液。這東西最酷的是能「肛門辨識」,只要坐到馬桶上,斯坦福馬桶就能透過肛門的型態,辨識出使用者!

因為這個獎項,我才知道原來每個人的肛門都長得不一樣……謝謝你,搞笑諾貝爾獎。

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  • 原文研究:
    •  “A Mountable Toilet System for Personalized Health Monitoring via the Analysis of Excreta,” Seung-min Park, Daeyoun D. Won, Brian J. Lee, Diego Escobedo, Andre Esteva, Amin Aalipour, T. Jessie Ge, et al., Nature Biomedical Engineering, vol. 4, no. 6, 2020, pp. 624-635.  doi.org/10.1038/s41551-020-0534-9
    • “Digital Biomarkers in Human Excreta,” Seung-min Park, T. Jessie Ge, Daeyoun D. Won, Jong Kyun Lee, and Joseph C. Liao, Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology, vol. 18, no. 8, 2021, pp. 521-522.  doi.org/10.1038/s41575-021-00462-0
    • “Smart Toilets for Monitoring COVID-19 Surges: Passive Diagnostics and Public Health,” T. Jessie Ge, Carmel T. Chan, Brian J. Lee, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, NPJ Digital Medicine, vol. 5, no. 1, 2022, article 39.  doi.org/10.1038/s41746-022-00582-0
    • “Passive Monitoring by Smart Toilets for Precision Health,” T. Jessie Ge, Vasiliki Nataly Rahimzadeh, Kevin Mintz, Walter G. Park, Nicole Martinez-Martin, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, Science Translational Medicine, vol. 15, no. 681, 2023, article eabk3489.  doi.org/10.1126/scitranslmed.abk3489

傳播獎:嗎話說著倒能你?

趣有超也獎學播傳,心擔別,的常正是來過反來起看子句得覺在現你!

你有試過快速把彩虹的顏色順序倒著背,或是把你說話中的每個名詞都倒過來講嗎?大家都知道這超難,但這份研究中的兩位受試著確有著超強「顛倒單字或語句」的能力。

研究對象以西班牙語為母語,他們能在對話中輕鬆地將 banana 念成 ananab,或是將「 basket is fun」念成「nuf si teksab」。研究著重在這兩位有著特殊能力的人,推理、記憶能力是否優於常人,以及大腦灰質、白質比例與一般人(對照組)是否有差別。

大腦如何組織語言一直都是個有趣的研究題目,像是為什麼中文的序順不會響影到閱讀,這也是 A 編跟大家都一樣好奇的。而了解大腦語言是如何形成的,也能推進對於失語症、癡呆症的症狀研究。

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  • 原文研究:“Neurocognitive Signatures of Phonemic Sequencing in Expert Backward Speakers,” María José Torres-Prioris, Diana López-Barroso, Estela Càmara, Sol Fittipaldi, Lucas Sedeño, Agustín Ibáñez, Marcelo L. Berthier, and Adolfo M. García, Scientific Reports, vol. 10, no. 10621, 2020.  doi.org/10.1038/s41598-020-67551-z

醫學獎:屍體兩個鼻孔的鼻毛數量是否一致?

俗稱鬼剃頭的「圓禿」(Alopecia areata)不只會頭髮脫落,同時睫毛、眉毛與鼻毛也會脫落,其中,鼻毛脫落會增加得到過敏、呼吸道感染的機率。

由於鼻毛的相關研究非常少,為此,研究者調查 20 具「遺體」的鼻毛數量與長度,並收集相關病史、死往原因…等數據,來評估正常人的鼻毛數量與長度。研究結果顯示,平均每個鼻孔的鼻毛數量約為 120~122 根,左右鼻孔並沒有顯著差異,鼻毛平均長度大約是 1 公分。

  • 原文研究:“The Quantification and Measurement of Nasal Hairs in a Cadaveric Population,” Christine Pham, Bobak Hedayati, Kiana Hashemi, Ella Csuka, Margit Juhasz, and Natasha Atanaskova Mesinkovska, Journal of The American Academy of Dermatology, vol. 83, no. 6, 2020, pp. AB202-AB202.  doi.org/10.1016/j.jaad.2020.06.902

營養獎:電流有一股「電味」

日本明治大學教授宮下芳明 (Homei Miyashita)與他的團隊,發現在筷子與吸管上附加微弱電流,會改變食物的味道。

他們發現微弱電流刺激舌頭時,會產生一股「電味」(論文上寫 Electric taste,你說我要怎麼翻比較好) 。這股「電味」味道如何呢?基本上沒有味道(不能啟動味覺細胞),但如果有其他味道存在,例如鹹味(氯化鈉)或鮮味(麩胺酸鈉),電味會讓食物吃起來更鹹或更鮮。

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接著,他們發明了連著電線的通電筷子與吸管(看起像整人玩具),證明了通電筷子與吸管確實能在不改變食物味道的情況下,讓人們吃進更少的鹽跟味精。

通電吸管構造
  • 原文研究:“Augmented Gustation Using Electricity,” Hiromi Nakamura and Homei Miyashita, Proceedings of the 2nd Augmented Human International Conference, March 2011, article 34.  doi.org/10.1145/1959826.1959860

教育獎:系統性研究課堂上感覺無聊的學生與老師

你覺得上課無聊嗎?多半人都會問答「是」,而這系列研究仔細分析了為什麼上課無聊,且越來越無聊的原因。

你可能會想:「那不就是老師上課很無聊啊,老師不有趣阿。」我只能說你們這樣太沒同理心了,搞不好老師也在想:「教你們真無聊!」

所以,研究者第一個想探討的問題是:「老師如果覺得無聊,會不會讓學生也覺得無聊。」先說結論,不會。

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雖然學生不會刻意去了解老師的心情。但如果學生明確感受到老師很無聊,像是死氣沉沉地念課文,學生就會覺得這堂課更無聊,進而影響學習動機與學習成效。某種程度上,研究還是印證了「老師不有趣覺得無聊」這件事,但老師是否在強顏歡笑,這就不得而知了。

另一個問題則是:「是不是想著上課很無聊,就會覺得更無聊?」沒錯,的確是這樣!只要上課前預期這堂課很無聊,那這堂課就會比你預期的還要更無聊!

  • 原文研究:
    • “Boredom Begets Boredom: An Experience Sampling Study on the Impact of Teacher Boredom on Student Boredom and Motivation,” Katy Y.Y. Tam, Cyanea Y. S. Poon, Victoria K.Y. Hui, Christy Y. F. Wong, Vivian W.Y. Kwong, Gigi W.C. Yuen, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, vol. 90, no. S1, June 2020, pp. 124-137.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31342514/
    • “Whatever Will Bore, Will Bore: The Mere Anticipation of Boredom Exacerbates its Occurrence in Lectures,” Katy Y.Y. Tam, Wijnand A.P. Van Tilburg, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, epub 2022.   doi.org/10.1111/bjep.12549

心理學獎:你會跟著抬頭看天空嗎?

他們到底在看什麼?眼前一群人停下腳步抬頭看著上方,你一定會跟著將視線移向相同的地方,看看他們到底在看什麼。

沒錯,這就是著名的從眾效應,或稱做群聚效應、羊群效應。這個1969年進行的經典實驗,應該很多人也聽說過。Stanley Milgram、Leonard Bickman、Lawrence Berkowitz 三人組,在紐約的街道上測試要有多少人同時往上看,才能吸引其他人也駐足湊熱鬧。

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這個實驗能得獎感覺毫不意外,甚至覺得怎麼現在才得獎!

群聚效應引響甚遠,因為整個社會的運作都養類人與人之間的互動與連結。不管是跟風買東西、參與熱鬧的大型活動、政治意識型態的抉擇等等,都能看到群聚效應影響著人們的身影。

大家都有可能是羊群裡面的羊。

  • 原文研究:“Note on the Drawing Power of Crowds of Different Size,” Stanley Milgram, Leonard Bickman, and Lawrence Berkowitz, Journal of Personality and Social Psychology, vol. 13, no. 2, 1969, pp. 79-82. psycnet.apa.org/doi/10.1037/h0028070

物理學獎:一群鯷魚能影響海流?

一隻拍翅膀的蝴蝶能讓海的對面產生颶風,那一群在海中游泳的鯷魚呢?他們可能直接影響了洋流與海面的大氣流動。

如果要計算颱風能量或是海洋鹽分的變化,我們通常會考慮海面風速與氣壓,要不然就是洋流、海溫和密度的垂直梯度等等。但這份研究發現,我們或許忽視了大海居民造成的影響。

研究發現只要到了鯷魚的產卵季,當天晚上海面附近海水的垂直混合程度會增加10~100倍。也就是這群游動的小魚們,像是攪拌棒一樣攪混了上層海洋,程度相當於地球物理現象造成的影響,對海溫與營養鹽分布的作用可能比我們想像的還大。

  • 原文研究: “Intense Upper Ocean Mixing Due to Large Aggregations of Spawning Fish,” Bieito Fernández Castro, Marian Peña, Enrique Nogueira, Miguel Gilcoto, Esperanza Broullón, Antonio Comesaña, Damien Bouffard, Alberto C. Naveira Garabato, and Beatriz Mouriño-Carballido, Nature Geoscience, vol. 15, 2022, pp. 287–292.  doi.org/10.1038/s41561-022-00916-3