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《小飛象》真的能飛得起來嗎?

PanSci_96
・2019/03/29 ・2459字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

從《小飛象》這個名稱我們就能顧名思義,這是一部告訴我們如何讓一隻大象飛翔的故事(應該無誤吧)。「Don’t just fly, soar. 」這話說來勵志,但在現實生活中不論是「fly」或是「soar」對大象來說都有點困難,除了能把大象放到冰箱外 大象到底有沒有機會展翅翱翔、逆轟高飛呢?

大象到底有沒有機會展翅翱翔、逆轟高飛呢?source:IMDb

這麼重的動物能在天上飛嗎?

在 1941 年的動畫版本中,並沒有特別說明小飛象是哪種大象,不過,在這次的電影《小飛象》中,則明確指出牠的媽媽是一頭亞洲象。現今象屬中僅存非洲象與亞洲象,究竟這兩種象有什麼差異?還有,小飛象如果是亞洲象的話,會比較容易飛起來嗎?

如果想要飛起來,體型自然是第一個要考慮的向量,體重越輕,飛起來的可能性也就越大。如果是這麼考慮的話,小飛象身為亞洲象可能比較有利。因為與非洲象相比,亞洲象的體型比較輕一些。當然啦,這個「輕一些」其實也沒輕到哪裡去,成象的體重仍可達 3 到 5 公噸,而 baby 亞洲象出生時的體重也有約 90 公斤左右,跟咱們人類意義中的「輕」相比,可還有好大一段差距。

不過,也不是說質量大就飛不起來,像是體重最重的飛行鳥類──已經滅絕的阿根廷巨鷹,其體重重約 72 公斤,翼展長的約為 5~6.6 公尺;而最大的飛行生物翼龍,翼展長度為10公尺左右,其重量據估計很可能超過 200 公斤。所以……光看體重的話,「小」大象的體重應該有機會可以飛起來?

阿根廷巨鷹尺寸比較。source:Wikipedia

別急別急,就算通過體重的關卡,接下來還要面對另一個問題:小飛象有辦法產生足夠的升力嗎?亞洲象被記錄到最快的時速約為 35 公里,而古生物學家推估大型翼龍飛行時速需要達到每小時50~60公里,這速度對小飛象來說有點硬啊,更別說同量級的螺旋槳驅動客機約需要 200~300 公里每小時的加速度。

而就算小飛象真能跑那麼快,別忘了,大象的耳朵是軟骨而非像是鳥類的翅膀是硬骨骼,根本沒有辦法支撐啊嗚嗚嗚。

等等,好像搞錯了耳朵的用途了

另外一個你看完《小飛象》會不小心忽略的驚人的事實是:大象的耳朵根本不是拿來飛行的(廢話XD)。除了飛行之外,大象的耳朵可是非常多功能,不只能聽聲音,還能表達情緒。

此外,大象的大耳朵還有個很重要的用途:散熱。

大象的耳朵皮膚很薄、且佈滿微血管網;當天氣炎熱時可以透過加速期收縮舒張,讓血液快速流過耳朵,搭配煽動讓冷空氣接觸耳朵散熱效果更好。

「一頭成年的雄性非洲象,全身血液大約有 380 公升,最快能夠在 20 分鐘之內全數流經耳朵。」[1非洲象的耳朵長達近兩公尺,而亞洲象因為其棲地在森林、環境較為涼爽,因此耳朵的尺寸就比非洲象小。當天氣冷的時候牠們還會將耳朵縮起,減少血液和冷空氣接觸的面積。而生活在寒地的猛瑪象,其耳朵跟亞洲象和非洲象比起來,算是非常非常的小了。

看那猛瑪象的小小耳朵。source:Wikimedia

那小飛象的耳朵那~麼~大~會怎麼樣呢?恩……天氣冷的時候牠可能會覺得特別冷,或者牠會需要攝取很多食物來補充熱量(吃貨來著)。

不能用耳朵飛,但牠們有其他超能力

除了耳朵,你不可能不會注意到大象的另外一個靈活的器官:鼻子。有些抓取物體的仿生機器人便是從大象的鼻子得到靈感的。用象鼻捲起樹枝、或是塊狀的物體不稀奇,但同樣的鼻子還能採集介於固體和液體之間、極為不穩定像麥片之類的顆粒狀物體,真的是連 Dyson 吸塵器都難以比擬的巧奪天工啊!

壓壓再輕輕一捏,當啷!清潔溜溜 Wu et al. 2018

研究人員把各種形狀的零食放在他們稱為「力板」的工具上,用來測量象鼻捲不一樣的形狀的食物的時候,用了多少粒。他們發現,當大象只是把大塊的蔬菜塊、或是捲樹枝的時候不會用到太大的力氣。反而當物體較小、需要用鼻子把它們「捏」起來的時候,用了較大的力氣。

拿蔬菜塊時候的情況。Wu et al. 2018
不同大小形狀的食物,大象(凱莉)會用不同的方式去抓取。Wu et al. 2018

大象的嗅覺也非常靈敏,甚至有可能是哺乳類動物之最:牠們有 2000 種基因與感知氣味有關。老鼠大約是 1200 個,狗則有 800 個,而人類跟靈長類動物則只有大約 40 個嗅覺基因。大象會用鼻子來尋覓食物、躲避敵人,以及尋找同伴。

看到這裡你可能會很想知道:我們在卡通中、電影裡看到的「象鼻噴水救火」橋段到底有沒有可能實現呢?成年亞洲象用力吸一口水,大概可以用象鼻裝下 8 到 10 公升左右的水量,拿來救火可能是有點兒困難,但為自己洗個澡可是綽綽有餘呢!

說了這麼多關於大象的特徵,最讓你驚豔的是哪一個部份呢?無論如何,就算小飛象飛不起來也依然可愛,但如果可以的話,真想要被牠那比吸塵器還厲害的長鼻子緊緊地包圍呀!

想被長長的鼻子緊緊包圍啊。source:IMDb

延伸閱讀:

院線影評/《 小飛象 》:低空飛過的量產闔家歡  @娛樂重擊
【特輯】《小飛象》與牠的夥伴們:大象有哪些不為人知的祕密呢?

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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

台灣科技媒體中心_96
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