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蜻蜓的100種生活方式 ——《飛啊!蜻蜓》

PanSci_96
・2017/11/25 ・1984字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 435 ・四年級

文/槐真史|厚木市鄉土資料館研究員
譯/張東君

空中生活:蜻蜓

空中的蜻蜓,圖/by Chanzj@pixabay。

具有大大的眼睛、透明膠帶般的翅膀和細長腹部的蜻蜓,是很擅長在空中飛行的昆蟲。只有活生生的蜻蜓才具有的眼睛及身體的鮮豔色彩,和優雅的飛行翱翔姿態,讓每個看到的人都覺得感動——那箇中滋味只有看過蜻蜓的人才能體會。

雖然蜻蜓是在空中飛行的昆蟲,但在幼蟲時期,幾乎所有蜻蜓的幼蟲(水蠆)都是生活在水中,這就是為什麼常常可以在水邊看到蜻蜓。我們經常可以看到雄蜻蜓在同一場所來回不停飛來飛去,然後停在固定的樹枝前端等待的樣子,這是因為雄蜻蜓擁有自己的領域,牠們會在那裏等待雌蜻蜓。此外,也可以看到雄蜻蜓驅趕進入自己領域的其他雄蟲或是他種蜻蜓的行為;在領域中相會的雌、雄蜻蜓則會交配、產卵。

水中生活:水蠆

蜻蜓的幼蟲——水蠆,圖/by André Karwath aka Aka@wikipedia commons。

依物種的不同,水蠆的棲息場所也是五花八門:有些是抓著水中的植物莖或是漂浮物等,也有些會潛到泥中。水蠆是以小昆蟲等為食的肉食性動物,會花上幾個月到幾年的時間,經過八至十五次左右的蛻皮來讓身體長大。

在水中生活的水蠆,有著和成蟲不同的身體結構與機制,活動方式也不一樣:以呼吸為例,成蟲是以位於胸部或腹部、稱為「氣門」的管狀器官呼吸;水蠆則分成從腹部的前端讓水出入、以直腸呼吸,或是以位於腹部前端的三個像鰓般的器官呼吸的種類。

在水中的移動,除了步行之外,還有把水貯存在直腸中,一口氣把水噴出的方式移動,或是扭動位於腹部前端的鰭或是身體來移動等。不同於成蟲以飛行來追捕獵物,水蠆是靜靜的坐等獵物自己上門——等獵物靠得夠近,再立刻伸出能夠伸展到跟自己的身體差不多長度的大顎加以捕捉。

變身時刻:羽化

一隻剛從幼蟲殼中蛻出的藍晏蜓(Aeshna cyanea),圖/by Böhringer Friedrich@wikipedia commons。

當身體已經長到夠大的時候,位於胸上的翅芽(會成為成蟲翅膀的部分)就會逐漸鼓脹,這就是羽化的信號。雖然羽化的場所會因蜻蜓的種類而異,不過季節大多數是集中在初夏。細蟌、綠胸晏蜓和白刃蜻蜓這類蜻蜓的羽化中意場所,是突出於水面上的植物的莖、葉,或木樁、枯枝、倒木等;而像春蜓類的蜻蜓,除在石頭或水泥護岸之外,也有那種只把身體從水面伸出一半左右就羽化的種類。除了在水邊,也有像無霸勾蜓那般在離開水邊幾公尺處的建築物壁面或是樹幹羽化的種類。

雖然羽化的經過就像這本繪本所描繪的一樣,不過我還是想要再做一點補充:即將羽化的水蠆,雖然會把頭和胸部從水中探出來靜靜的待著,這不僅是在判斷羽化場所跟氣溫等條件是否良好,也是配合羽化,將呼吸方式從水中改變成在空中呼吸的重要時期。

隨著羽化過程的進展,翅膀逐漸完全伸展,這時腹部前端就會流出數滴液體——這是用來把縮在一起的翅膀展開所用的體液,在翅膀完全伸展後就不再需要。當液體掉落後,蜻蜓的腹部也會變得纖細,成為神氣的蜻蜓。

哪裡可以看到綠胸晏蜓呢?

綠胸晏蜓,圖/by 云中鸟@flickr。

這本繪本的主角綠胸晏蜓,是從日本北海道到沖繩縣之間,在各地的池塘和水田等都能夠看見(台灣的話,則可見於台北陽明山國家公園、花蓮太魯閣國家公園一帶的池塘及水邊。編按:台灣其實也蠻常見的喔,另外出現時間與日本不同,大約在9月到隔年3月左右)。牠們在 4~11 月左右出現,夏天以後,雄蜓會在水岸飛來飛去巡邏。雖然看起來像是在守護自己的領域,但當巡邏路線有人經過的時候,牠們的飛行路線就會變得相當迂迴。

由於綠胸晏蜓的眼力很好,所以應該也會把拿著捕蟲網的人看得很清楚吧。產卵是在雌、雄蜻蜓相連在一起時進行,把卵產在水中植物的莖或是漂浮物上——只要是柔軟的材質,即使是像保麗龍等人工製品,雌蜓也能毫不猶豫的產卵。孵化出來的水蠆會抓住水中植物的莖,有時候也會緩慢的在水底行走,牠們在感覺到危險的時候,會從腹部前端噴射出水來逃逸。

水對蜻蜓的影響很大,只要水質惡化或是水源地消失時,蜻蜓很快就會消失無蹤。不過由於成蟲的移動力很高,所以只要再重新建造水池環境,牠們就會立刻飛回來定居。覺得「生活周遭好像沒有蜻蜓呢!」的你,可以注意看看學校的池塘、公園的水灘,或放置在庭院中有雨水堆積的容器附近,難道都沒有蜻蜓造訪嗎?沒有從水面偷偷探出來窺伺的水蠆嗎?在某處,一定有著在等待你的蜻蜓喔。

本文為繪本《飛啊!蜻蜓》的導讀,出版社為青林出版。


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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。