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都市噪音可能造成鳥類提早老化?

  • 編譯/水母@omegajellyfish

夜深時,辛勞工作一整天的你或許可以泡杯咖啡,戴上耳機享受最喜歡的音樂,遠離都市的喧囂和噪音,好好的放鬆。

噪音很惱人,但你有想過噪音也「惱鳥」嗎? 圖/pasja1000 @Pixabay

都市的喧囂讓人不愉快,研究報告更指出人類長期暴露在噪音中,可能會提高健康風險,導致聽力受損、高血壓、失眠、甚至是心臟病;噪音污染也成了公共衛生的重要議題。[1]

但人類可以靠耳機或隔音避免噪音,生活在都市的鳥兒可就沒有這麼幸運了,無論是白天還是夜晚,牠們都必須沐浴在城市的噪音中,聽著喇叭、引擎聲此起彼落、情侶吵架來度過甜蜜的夜晚……。這些噪音對在都市中討生活的鳥類會有哪些健康影響呢?雖然鳥類心臟病並不常見,但今年(2018)的新研究告訴我們:生活在噪音環境下,學習唱歌的青春期雀鳥──班胸草雀(Taenopygia guttata) 「端粒」構造縮短的速度加快,可能造成牠們加速老化。

班胸草雀(雌)。 圖/Maurice van Bruggen [CC BY SA-3.0] via wikipedia

顯示老化的「端粒」是什麼?

端粒是什麼?又為什麼端粒縮短顯示了這些鳥兒有加速老化的情況?端粒是一種在真核細胞中,染色體最末端的構造,在平常可以防止染色體被分解,而 DNA 複製機制中,端粒則扮演另一個關鍵角色。要理解這個角色,我們得先從 DNA 的結構開始談起,DNA 是我們的遺傳物質,由許多核苷酸單體所組成,構成 DNA 雙股螺旋結構主幹的醣類分子是去氧核糖。去氧核糖的結構中有五個碳,科學家會將這些碳加上編號 1~5,而 DNA 則是由兩股長鏈組成我們常見的「雙股螺旋」結構。

DNA 結構示意圖。 圖/ I, Bstlee [CC BY SA-3.0] via wikipedia

在 DNA 複製時,因為 DNA 的讀取方向必須固定由 3 端讀到 5 端,新股則由 5 端製作到 3 端,導致另外一股:延遲股只能一小段、一小段的複製,再由 DNA 聚合酶補齊中間缺失的片段。而延遲股複製到末端時,會有一小段無法被複製到,導致每次複製都會有損失。遺傳資訊相當重要,如果複製過程中丟失了基因可能會造成可怕的後果;在這樣的情況下,真核生物 DNA 末端演化出了重複的可丟棄序列,這就是端粒的主成份。

而當細胞中的端粒長度消耗到一定比例時,就會啟動細胞凋亡,因此生物學家推測和端粒細胞的老化機制有關係。順帶一提,人類體中有部分的細胞可以修復缺失的端粒,包含幹細胞;但如果修復端粒的機制表現在不該表現的地方,細胞凋亡不受控制,那就成了駭人的癌細胞。

被噪音影響的學唱鳥兒

回過頭來說,科學家又是如何得知正在學唱歌的班胸草雀會被噪音影響的呢?

DNA 複製過程示意圖。 圖/wikipedia

班胸草雀是種原生於澳洲的鳥類,常被用於鳥類行為方面的研究。研究者將樣本分成三組,第一組是雛鳥和他們的父母,第二組則是 18~120 天大的鳥,第三組則是控制組。控制組的鳥兒非常幸福,沒有暴露在噪音之下,前兩組則需要在白天接受 80 段不同、來自慕尼黑的噪音荼毒;到了晚上,研究團隊則間歇性的播放 40 段不同的噪音。

當然,每一組的鳥兒都有充足的食物和飲水,每週還可以吃到兩次新鮮蔬菜和水煮蛋,雖然生活的空間不如在野外寬敞,但相對來說絕對是安全、安逸的許多,除了實驗組得生活在噪音中。

最後的研究結果發現,第二組的草雀端粒縮短相當明顯,而第一組的幼鳥們則幾乎沒有受到影響。18~120 天大的鳥有什麼特別?這個階段的草雀正處於「感覺動作學習期」,是學習歌唱的重要階段,如果錯過了這段期間,他們就會無法學習如何唱出美妙的歌。歌聲直接的影響了草雀的社交、擇偶,這也解釋了為何草雀在此階段會對噪音如此敏感。如果是我們,在這樣充滿噪音的狀況下,加上學習唱歌的關鍵期不容錯過,壓力一定非常大。如果學不會唱歌,對草雀們的「鳥生」一定會有極大的負面影響,甚至還可能成為一輩子的魯鳥,這可能就是為何此段時期的鳥類會對噪音如此敏感。

圖/cocoparisienne @Pixabay

許多研究都探討過噪音和鳥類的互動,曾經有研究指出噪音會影響幼鳥體中的皮質酮(一種和壓力反應有關的激素)分泌減少,類似的狀況也發生在人類「創傷後壓力症候群」的患者身上。[5]也曾有研究指出,生活在都市的鳥類和鄉村的鳥類叫聲相當的不同。[6]

這個研究給了我們一個重要的啟示:即使實驗中提供的環境安逸舒適、物質資源豐富,噪音的存在對鳥兒還是會有顯著的負面影響。更何況是生活在充滿空氣污染的都市中?隨著都市化規模越來越大,噪音污染顯然是個需要被正視的問題。

參考資料

 

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關於作者

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。

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