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果蠅的性騷擾行為,可能是入侵種的勝利之道?

寒波_96
・2017/04/24 ・2781字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

關心生態保育的人一定知道,入侵種搶走原生種地盤的案例屢見不鮮。入侵種來到新環境,需要重新適應,為什麼能夠勝過早已習慣原本環境的原生種?

有些入侵種是強大的獵食者,靠著捕食原生種,直接把原生種的身體變成自己的;有時則由於它們引進原生種無法應付的疾病;另一常見的情況是資源有限下,入侵種在獲取資源的競爭中勝出。最近發表的研究卻指出,或許還有一種沒那麼直接的方式:「性騷擾」?!

近親異種間的情慾交流

世界各地住著許多不同種的果蠅。obscura 家族旗下有多種果蠅[1],北美洲西岸是 Drosophila persimilis 的家;大海另一端的歐洲,則住著親戚 Drosophila subobscura。本來它們一種住在北美西岸,另一種住在地中海沿岸,沒有碰面的機會。

D. persimilis 男生跟 D. subobscura 女生放在一起,男生不會對異種女生有性趣;然而若反過來,讓 D. subobscura 男生跟 D. persimilis 女生同處一室,男生會對異種女生展現高度性趣,熱情追求。

假如這兩種果蠅見面,它們之間可以情慾交流嗎?很久以前遺傳學家就做過實驗,1946 年發表的論文觀察到,假如把 D. persimilis 男生跟 D. subobscura 女生放在一起,男生不會對異種女生有性趣;然而若反過來,讓 D. subobscura 男生跟 D. persimilis 女生同處一室,男生會對異種女生展現高度性趣,熱情追求,完成整套交配行為,只是女生不但會抵抗,也無法生下混血寶寶[2]。顯然這兩種親戚果蠅之間,儘管能發生單向的追求及性行為,卻存在著生殖隔離(reproductive isolation)。

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是誰這麼變態,把自然狀況下不會見面的果蠅,抓來擺在一起做這種雜交實驗!咳咳,正是演化學界的上古神獸-杜布蘭斯基(Theodosius Dobzhansky)是也!!!

演化學界的上古神獸-杜布蘭斯基。圖/取自 Theodosius Dobzhansky Quotes

消失的原生種

情況到了 1980 年代初產生變化,那時原產歐洲的 D. subobscura 遠渡重洋到了美國。幾年以後科學家們田野調查時驚訝地發現,在本該屬於 D. persimilis 的地盤,卻不見它們的身影。1993 年時,Mohamed A. F. Noor 博士在華盛頓州採集,捕獲的全都是當地另一種原生種 Drosophila pseudoobscura,卻找不到任何 D. persimilis

1998 年時,Noor 博士在發表的論文中懷疑,D. persimilis 之所以大幅減少,或許跟外來的 D. subobscura有關[3]。兩種果蠅在野外共享一樣的棲位,然而 Noor 博士並不知道雙方在野外會不會互動,也沒有觀察到任何互動或競爭的證據。總之,在 1980 年代初入侵的 D. subobscura,勢如破竹地成為北美西岸的優勢種;而同時,原生的 D. persimilis 默默消失了。

原產地中海附近,到了 1980 年代初遠渡重洋到了美國的 Drosophila subobscura。圖/取自 ref 5

為什麼 D. subobscura 能勝過 D. persimilis?Noor 博士最近發表的論文,進行了一系列生殖行為實驗,似乎找到了一絲線索[4] [5]。

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情慾交流實驗

將兩種果蠅一對一擺在一起,觀察到的狀況,跟杜布蘭斯基當年描述的一致。D. persimilis 男生對 D. subobscura 女生性趣缺缺,不會發生情慾交流;D. subobscura 男與 D. persimilis 女共處一室,42 對中最後有 20 對的男生抵達了情慾交流的最後一步,也就是成功插入性器官(羞),不過其中有 14 對的女生嘗試過反抗。

作為對照,D. persimilis 的同種配對實驗狀況是,24 對中有 15 對成功,沒有任何一組反抗,性交花費的時間大致上不到異種的一半。各項指標都顯示,同種間的情慾流動比跨種順利太多。

D. persimilis 女生與同種男生完成生殖行為花費的時間,跟異種的 D. subobscura 相比,顯著更低。圖/取自 ref 4

儘管 D. subobscura 男生會對 D. persimilis 女生下手,可是 D. persimilis 女生並不會產下後代,因此不會造成遺傳汙染之類的問題,然而果蠅間的情慾流動,問題沒有這麼單純。

進一步將與異種男生有過性經驗的 D. persimilis 女生,經過 2 小時後再跟同種男生擺在一起,這時 12 對中只剩 2 組會發生關係。與異種有過性經驗的成功率 2/12,比沒有異種性經驗的成功率 15/24 更低得多。

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生殖干擾

以上實驗表示,與異種發生過性關係,會降低 D. persimilis 的生殖成功率。接下來,為了模擬兩種果蠅共處於同一時空的狀況,實驗者以 D. persimilis 的 2 位男生與 4 位女生為一組,比較它們單獨存在,或是與其他 8 位 D. subobscura 男生共同生活,過了 28 天以後,女生累計產下的後代數量。

然而這個實驗設計下,假如與異種共存的女生最後產下後代較少,搞不好只是因為家裡多了 8 位占空間的男生,太擠不自在;所以實驗者又加入一組,也是 2 男 4 女的 D. persimilis 加上 8 位同居的異種男生,只是那個「異種」室友不是想與 D. persimilis 女生搞情慾流動的 D. subobscura,而是對 D. persimilis 沒有性趣,可稱職扮演路人路障的擬黃果蠅(Drosophila simulans)。

過了 28 天以後,3 組中以沒有異種存在的那組產出最多寶寶,擬黃果蠅當室友的次之,與 D. subobscura 共存的最低。不過有無擬黃果蠅當室友的 2 組間,比較上缺乏顯著性差異;相對的,有無 D. subobscura 當室友的 2 組間達到顯著性差異。因此寶寶數目下降,似乎的確與 D. persimilis 女生不斷受到周圍的 D. subobscura 性騷擾有關。

經過28天以後,沒有與異種共存的 D. persimilis 產出最多寶寶,與擬黃果蠅當室友的次之,與 D. subobscura 同居的最低;有無 D. subobscura 存在的 2 組間,達到顯著性差異。圖/取自 ref 4

入侵種可能的勝利之道

以上實驗證實,至少在實驗室的人造情境中,D. subobscura 會對 D. persimilis 的生存,透過性方面造成負面影響。此狀況被稱作「「reproductive interference(生殖干擾)」,也就是異種間的生殖行為,會降低其中一種物種生殖上的利益(fitness)。

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科學家已經觀察到一些生殖干擾的案例,不過在入侵種擊敗原生種這方面,至今仍尚未發現,生殖干擾扮演過明確的角色。外來種 D. subobscura 入侵以後,北美西岸的原生種 D. persimilis 之所以落居下風,是因生殖干擾造成的嗎?

論文指出,異種間的性侵犯或許是原因之一,但在人造情境下會發生的事情,未必在自然環境中也會上演,畢竟目前仍沒有兩種果蠅在野外互動的報告,我們不知道它們間會不會見面,互動方式是競爭資源,或是生殖干擾。

在果蠅這個案例上,進一步的野外觀察是必要的。此一發現除了對生態保育,對演化領域也有啓發,在其他時空中,外來種勝過原生種時,生殖干擾是否扮演過某種角色?比方說,當年在歐洲,碰上智人的尼安德塔人們……

參考文獻

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  1. O’Grady, P. M. (1999). Reevaluation of phylogeny in the Drosophila obscura species group based on combined analysis of nucleotide sequences. Molecular phylogenetics and evolution, 12(2), 124-139.
  2. Wallace, B., & Dobzhansky, T. (1946). Experiments on sexual isolation in Drosophila VIII. Influence of light on the mating behavior of Drosophila subobscura, Drosophila persimilis and Drosophila pseudoobscura. Proceedings of the National Academy of Sciences, 32(8), 226-234.
  3. Noor, M. A. (1998). Diurnal activity patterns of Drosophila subobscura and D. pseudoobscura in sympatric populations. The American midland naturalist, 140(1), 34-41.
  4. Manzano‐Winkler, B., Hish, A. J., Aarons, E. K., & Noor, M. A. (2017). Reproductive interference by male Drosophila subobscura on female D. persimilis: A laboratory experiment. Ecology and Evolution.
  5. Mating Mix-Up With Wrong Fly Lowers Libido for Mr. Right

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 ・ 1094 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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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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跨越百年障礙 擴張蠅腦的魔術
顯微觀點_96
・2025/06/23 ・1783字 ・閱讀時間約 3 分鐘

本文轉載自顯微觀點

圖 / 顯微觀點

平價嶄新技術 擴張毫微蠅腦

2023 Taiwan顯微攝影競賽銀獎 Wiring the Brain,題材為果蠅大腦的多巴胺神經網路。蠅腦中比頭髮纖細數千倍的神經纖維與突觸,放大印刷到超過人腦直徑,依然清晰可數。

由於果蠅具有與人類高同源性的基因,也能表現複雜的行為(求偶、覓食、打鬥等),精密解析其腦部構造與整體運作方式,是科學家探索人心智奧秘的重要里程。果蠅的大腦尺寸約為 0.59mm × 0.34mm × 0.12mm,比針尖更細小。其中的神經纖維與突觸更細小數千倍,僅有數百奈米,有時小於光學顯微鏡 200 奈米的繞射極限。即使透過最精密的轉盤式雷射共軛焦顯微鏡,科學家也難窺全像。

到了 21 世紀,在突觸等級分析果蠅大腦仍是相當困難的工程。以掃描式電子顯微鏡(SEM)逐步分析被切成薄片的蠅腦樣本,提供奈米等級解析度的同時,也是侵入性極高,而且可能破壞神經原貌的耗時作法。在AI協助下,2018 年首先問世的立體果蠅全腦圖譜就是由大量平面電子顯微影像重建而成。

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對於持續探索腦神經真實立體結構的科學家,除了鑽研更極致的光學放大效果(如螢光消去顯微術、晶格層光顯微術等足以達到超解析影像,也需要昂貴設備的技術),也有人另闢蹊徑,擴張樣本以浮現原本被繞射極限遮蔽的細節。

果蠅全腦連接體 by Flywire.ai
2023 年 8 月發表的果蠅全腦連接體圖,來自大量電子顯微圖片,由超過 200 位科學家與 AI 合力打造。而果蠅腦部的超解析螢光顯微影像,可以用於協助校正主要由平面電子顯微影像重建的模型,是持續理解果蠅全腦運作機制的重要資源。Courtesy of Flywire Project.

2015 年,麻省理工的波伊登(E. Boyden)提爾貝里(P. W. Tillberg)與陳飛等科學家發表擴張顯微術,以實驗室常見的水凝膠(Hydrogel)、蛋白質水解酶(Protease)等材料,就能將螢光染色的組織均勻(Isotropic, 各方向等量均質)放大,以傳統光學顯微鏡就能觀察原本相距數百奈米的微小構造。

即使有擴張顯微術的幫助,建立果蠅的連接體圖譜仍是一番繁複工程。取出果蠅大腦的顯微手術,需要數周到數月的時間才能熟練。成功擴張的樣本也必然遭遇螢光訊號被稀釋,影像解析度降低的問題。

聚合、分解與吸水 尿布材質推動腦科學

擴張顯微術的基本步驟包含

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錨定 / Anchoring:將樣本浸泡於水凝膠(常用丙烯酸鈉,與尿布吸水部位相同的材料分子),讓水凝膠單體分子滲入樣本,與樣本的蛋白質黏合固定。

聚合 / Polymerization:加入藥劑,讓水凝膠單體間形成聚合並交聯(Cross-link),形成一個緊密滲入、黏合樣本的立體網狀結構。

分解 / Digestion:以蛋白質水解酶分解樣本中的蛋白質骨架,除去擴張時來自樣本的抵抗,但盡量保留螢光蛋白。

擴張 / Expansion:將水凝膠與樣本的結合體加入水中,讓聚合水凝膠吸水擴張,使樣本隨之擴大,每個方向可均勻擴張4到5倍。反覆吸水,各維度最多可擴張近 20 倍。

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擴張顯微術
擴張顯微術示意圖。Courtesy of addgene

2023 Taiwan 顯微攝影競賽銀獎得主劉柏亨分享,其中的「分解」步驟最為關鍵。如何除去樣本內部的拉力,又盡量保持螢光蛋白的訊號,就是實驗的技巧所在。除了使用蛋白質水解酶分解細胞骨架,也能採替代方案,以藥物將蛋白質骨架「變性(Denature)」減少原有的拉力,保留全部螢光蛋白。但是殘存的拉力也會影響擴張過程,使其失去各向同性(Isotropic)的均衡性質,導致樣本扭曲。

他的訣竅是,結合兩種途徑,在過程中不斷調整實驗溫度等變項,並使用「生物素化(Biotinylation)」在擴張前放大螢光訊號;或是使用鍵擊化學(Click Chemistry)在樣本擴張後染上螢光,在每次嘗試中逐步接近理想的解析度與信號強度。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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遊蕩犬貓攻擊保育類動物!怎麼防止外來入侵種和原生種的資源爭奪?動保與野保之間能取得平衡嗎?
PanSci_96
・2023/11/12 ・6100字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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你能接受移除外來種嗎?

但要是今天移除的是狗狗好朋友跟貓貓主子呢?

泛糰們知道嗎?5 月 11 日晚間 6 點,有一隻失親的小石虎被發現,發現的民眾還傳送了小石虎健康的萌照給縣府人員。但就在 2 個小時後,卻被送到特生中心的野生動物急救站,確定小石虎已經死了,死因是遭到遊蕩貓的攻擊,頸部大量出血而死。

這是台灣僅剩下約 400-600 隻的野生石虎族群的生活日常。

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不僅如此,進入急救站的保育類穿山甲,也有高達五成是因為被遊蕩犬咬傷了尾巴。而且可別以為遊蕩犬只會欺負小動物,前陣子陽明山有遊客拍到遊蕩犬群起圍攻水鹿的畫面。壽山附近的山羌,更因牠們而出現區域性的滅絕危機。

這死傷越來越慘重的尾巴衝突,你說怎麼辦?

台灣土狗不是原生種嗎?

小等一下 (Sió-tán–tsi̍t-ē)!為什麼講的好像狗不是台灣原生動物一樣?我們不是有台灣土狗這個品種嗎?

其實啊,這只是名字衍生的誤會,全世界沒有一個地方的「狗」是原生種。因為早在兩三萬年前,人類就已經從灰狼馴化出「狗」這個物種,無論在哪個生態系,牠都屬於外來種。例如澳洲野犬也是 3000 年前被人類帶到澳洲的,台灣本來就沒有原生犬科動物,因此「烏狗 (oo-káu)」不能鳩佔鵲巢說自己是本土原生種。既然不是原生動物,那麼流浪狗算是怎樣的存在呢?

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科學家其實會用「野化動物」來形容這些並非野生動物,也非寵物的動物們。也就是原本馴養的動物,脫離人類飼養環境後,在野外棲息並且繁衍的情況,像是被棄養的狗狗。除此之外,在台灣鄉間常見「放養」的狗兒們,基本上吃飯以外的時間都在野外淺山環境晃蕩,我們統稱叫作「遊蕩犬隻」。這個數量一大,對於野生動物就造成不小的威脅。包括咬死咬傷野生動物、競爭野外棲息地、傳播疾病等等。

根據 2017 年在《Biological Conservation》所發表的研究,遊蕩犬已成為全球至少 188 種瀕臨絕種動物的主要威脅。而在台灣 2022 年農業部的統計數據顯示,全國遊蕩犬估計有 15 萬 9697 隻,牠們的數量超過了台灣任何原生食肉哺乳動物。特生中心的林育秀研究員指出,或許只有台灣鼬獾的數量能與遊蕩犬相提並論。

雖然遊蕩犬滿街跑,但看起來狗狗們都融入生活中,頭好壯壯沒什麼問題嘛!如果你這樣講,那就大錯特錯了。遊蕩犬在野外環境要活下去,就得跟野生生物爭奪資源,並面對很多生存困境。根據清華大學的顏士清助理教授 2016 到 2018 年在陽明山國家公園進行的研究,在那個區域裡的遊蕩犬普遍存在不同程度的血檢異常。大約一到兩成具有斷腳或皮膚病,導致牠們每年的存活率不到一半。而許多跨物種的傳染病如:焦蟲病、犬瘟熱、犬小病毒等,更是同時危害遊蕩犬跟野生動物們,更別提可能有狂犬病。

圖/pexels

所以其實我們必須認知一個前提,那就是遊蕩動物在外頭並不是天堂,毛孩子們應該要有個家。

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另一方面儘管犬貓在國際上是被國際自然保育聯盟(IUCN)認定的外來入侵種,但我們台灣是一直到去年 2022 年,在中研院的台灣物種名錄上才將犬貓從「外來種」更新為「外來入侵種」,和埃及聖䴉、綠鬣蜥並列。

外來種與外來入侵種

外來種跟外來入侵種有怎樣的差別呢?一般外來種就像是開心農場裡的水豚、實驗室的白老鼠,這些雖然是人類特意引入的物種,但在管理之下對當地生態的影響相對可控,就算是那隻跑出來名揚一時的東非狒狒也不例外。這之中最大的差異是:外來入侵種會捕獵原生動物或瓜分其生存資源,對原生生態造成負面影響。而名列為外來入侵種的遊蕩犬,不僅嚴重影響石虎、水鹿、穿山甲等野生動物的生存,還有可能會增加野外傳播疾病的速率。

顏士清老師 2019 年發表在《Scientific Reports》的研究指出,大台北地區包括陽明山國家公園遊蕩犬的出現,確實導致了野生動物的多樣性下降。穿山甲、麝香貓、山羌、山豬、鼬獾、白鼻心跟野兔等動物為了生存,都必須避免與遊蕩犬接觸。這這這……我們該怎麼處理呢?

早在十多年前,台灣許多動保組織就引入了一種族群控制方式,NT……啊不是,我是說 TNvR。TNvR 是英文 Trap、Neuter、Vaccine、Return 四個字的縮寫,目的是透過降低母狗的生育率來處理遊蕩犬過多的問題。TNvR 的操作手法是先用籠子跟罐頭吸引遊蕩犬進入,以母狗為主,進行輸卵管或卵巢移除手術結紮並且施打疫苗、剪耳標記後再回置原棲地。

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先等等,既然目的是減少遊蕩犬,都捕捉了為什麼要放回原地呢?

原來第四步的 Return 是利用犬類強烈的領域性,回置後可以有效阻止其他遊蕩犬進入占地盤,避免「真空效應」的出現——也就是流浪犬貓被移除後,周遭區域的其他流浪動物看中這個地盤,吸引而來填補空缺。

Return 是為避免「真空效應」的出現——也就是流浪犬貓被移除後,周圍出現更多流浪動物來填補空缺。圖/YouTube

印度齋浦爾市是一個經常被拿來當作 TNvR 成功案例,從 1994 年到 2002 年 長達八年的時間,總計 TNvR 了近兩萬五千隻的遊蕩犬。印度在此計畫中幫 65% 的母狗進行了絕育和疫苗接種手術,雖然最終族群的數量只下降了 28%,但當地人類狂犬病例下降到零,蔚為美談。除此之外,在泰國曼谷、伊朗克爾曼市也都有正面的案例。只可惜,不是每個案例都是成功的。也有不少 TNvR 經過了十多年的施行還是宣告失敗,例如被認定是台灣 TNvR 示範區——台南漁光島。

原本島上有 80 多隻遊蕩犬,2011 年在市府幫助之下開始啟動 TNvR 計畫,經過 4 年時間的努力,到了 2015 年,漁光島的流浪犬族群已經減少到 50 隻以下了,而且剩餘的犬隻大多數都已經經過 TNvR 的處置,不會在當地繼續繁殖。但好景不常,後續這個「狗島」的浪犬回置印象,反而變成了飼主暗地棄養犬的地點。而這個「人犬衝突」最終還是由當地居民承受,造成攻擊家畜、追逐車輛、影響用路人等等問題,居民不勝其擾。

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過多的愛是一種負擔?

不過呢,對科學家來說,最關切的就是可再現性。因此非得問的問題是:「為什麼台灣施行 TNvR 的場域都沒有成功,遊蕩犬問題到現在越演越烈呢?」人類沒辦法讓遊蕩犬少子化原因不是遊蕩犬不用擔心高房價,其實答案就在地理課本之中。

如果你還有記憶的話,高中地理有教過人口變化的四大要素:出生、死亡、移入、移出。我們把這個模型放到漁光島,發現透過 TNvR 可以降低出生率,因為漁光島是一個沙洲島,除了漁光大橋之外不太受到外界干擾,等同是一個生態學上的「封閉族群」。但若放到台北市、新竹市、台中市這些四通八達的都會, TNvR 的努力成果就很有限。因為難以阻絕外來遊蕩犬跟棄養犬遷入,即使降低出生率也沒用。

換言之,TNvR 不是單一解方,必須同時搭配小族群且封閉的場域才容易有成果。只要一直有新的移入族群,那麼想要利用無生殖力的絕育犬降低遊蕩的數量,就只是緣木求魚,結果來的都是狗。而且這些地方還面對另一個挑戰——人類的愛。被稱為愛爸愛媽的民眾真的很有愛,這些熱心民眾覺得流浪動物很可憐,因此每天定時定量地提供飼料或廚餘。不過我們若是希望流浪動物越少越好,可得好好參考在《美國獸醫學會期刊》發表的這篇研究

圖/pexels

當人類對城市中的流浪貓進行 TNR 並持續供應食物,貓貓的數量不僅沒有減少,反而增加了。這主要是因為穩定的食物供應使得貓貓覓食的壓力消失了,反而吸引附近周圍的新貓移入。這也意味 TNR 所稱的「真空效應」其實取決於食物多寡,並不是回置動物就可以阻擋周圍流浪動物移入。雖然部分絕育母貓無法生寶寶,但其他未絕育母貓的繁殖競爭壓力反而變小,加上有充足營養來哺育,新生幼貓與成貓的死亡率下降,結果最後就是流浪貓變得更多。

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絕育方案花了好大的力氣想要把「出生」這一個新貓入口給堵上,但餵食卻是一次達成「移入提升、移出減少、出生提升、死亡降低」,換言之只要人類餵食,所有努力都將付諸流水。少貓狗化大失敗,最大的問題是:我們對浪浪的愛心,將直接轉變為對野生動物的殘忍;讓牠們更有力氣也更有本錢和野生動物競爭,讓野生動物更容易遭到攻擊。這也是為何野保人士希望能夠禁止餵食的主因。

動保和野保究竟在吵什麼?

在這個複雜的議題戰場中,看似野保和動保兩派一直在互相較勁。野保人士訴諸科學面和野生動物滅絕的急迫,主張 TNvR 無效,回置和餵食遊蕩犬都只會傷害野生動物,因此偏向移除或禁止餵食的路線,甚至認為結紮後回置無助於解決野生動物領域被侵犯的根本問題,不如重新考慮對付外來入侵種的標準 SOP——「撲殺」;而動保人士則主張毛孩是人類的責任,浪浪在外面遊蕩不是牠們願意的,認同繼續強化 TNvR 的範圍和乾淨餵食,也不支持移除或十二夜的安樂死悲劇再次發生,反過來指責野保人士殘忍無情。

但撇開二元對立的框架,兩方其實都是關心動物的人。多年來不同路線的爭論讓情況完全膠著,雙方越來越極端化,背後根本原因是——台灣沒有進行飼主責任教育或寵物管制,導致遊蕩犬貓持續增加。加上這個議題位於野保法和動保法之間的灰色地帶,既有的管理措施執行力也不足,例如:許多風景區禁止餵食野生動物和遊蕩動物的告示牌形同虛設、許多養育寵物的飼主沒有登記也沒有打晶片,最令人為難的是,就算政府想出面,也只能對著無米之炊瞪著眼嘆氣。

電影《十二夜》海報。圖/wikimedia

最知名的例子就是十年前的電影《十二夜》,上映之後轟動一時,政府順應輿論和動保團體的倡議,從 2017 年開始對遊蕩犬採取了收容零撲殺的立場,廢除掉 12 夜——也就是公告滿 12 天之後未有人領養或是收養,就採取人道處理。由於對於「安樂死」的污名化,使得收容所執行安樂死變得很敏感。儘管面對重病重傷或是嚴重傳染性疾病,很多收容所也不太敢真正執行安樂死,只好任其「自然死亡」。包含台北市動物之家在內,全台有 8 個收容所超額收容。骨牌效應下,就算想移置石虎生態熱區的遊蕩犬,也沒地方放。而因為安樂死這三字背負的原罪實在太重,即使有些動保團體已經意識到這樣可怕的收容環境,恐怕比路殺或是野外移除還要「不人道」,卻也無計可施。

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最後我們要來談談政府的角色,自從石虎永哥被遊蕩犬殺死,農業部正準備推動「台灣原生種野生動物受遊蕩犬侵擾改善試辦專案計畫」,預計先在苗栗、台中跟南投針對九大石虎受侵擾的熱區,推動禁止餵養犬貓。苗栗目前已就「禁止餵養遊蕩犬貓自治條例草案」進行公聽會,並展開移除遊蕩犬,也和動保團體溝通,這個移除絕對不是撲殺,而是收容後不回置。也會編列預算改善收容所的設施,並辦理領養活動。即使如此仍然受到雙方立場夾殺,野保人士人士認為:三千萬的經費根本不足以守護九個熱區;動保人士人士要求:至少要有大型開放性安置中心的規劃等等。

農業部有如深陷電車難題啊!可見遊蕩犬的問題早就已經超越科學問題,成了政治問題。政治是妥協,也許我們不該追求最好,而是相對更好的解才走得下去。例如對收容動物適度的安樂死、提升整體收容動物的福祉,更多的人開始呼籲 TNR 的處置手段應該升級為 TNSA,也就是將回置的 R 改為收容 S 以及領養的 A,才能邁向更長遠的源頭控制,重新落實飼主責任。

例如 10/29 剛舉辦完的「為野生動物而走」遊行活動的訴求,就是讓犬貓有人類溫暖的家;野生動物有自然的環境。這樣的台灣,才是以生物多樣性為傲的美麗之島!

一如開頭所說,複雜的問題沒有簡單的答案。你認為在資源有限的情況下,還有什麼方法是處理遊蕩犬貓的相對好的方法呢?

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PanSci_96
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