夏天除了悶熱外，最令人厭惡的就是被蚊子叮咬！

能夠讓戶外的玩樂瞬間成了抓癢大會的昆蟲，除了蚊科的家蚊及斑蚊外，還有蠓科的小黑蚊（臺灣鋏蠓；Forcipomyia taiwana）肆虐。大家對於蚊子一定不陌生，但到底蠓是什麼呢？蠓屬於雙翅目（Diptera）下的蠓科（Ceratopogonidae），而鋏蠓屬中又有超過 137 種會吸血。

蠓的體型較蚊子小（約 1-3 mm），主要在泥土或潮濕土壤繁殖，飛行能力較差。蠓並非主要的疾病傳播病媒，但依舊有可能傳播病毒與寄生蟲。

蚊子吸血，嗜蚊庫蠓吸蚊子吸到的血

台灣最常見也最受注意的的蠓科成員，大約就是小黑蚊──台灣鋏蠓，但其實還有另一屬的蠓科成員──庫蠓屬（Culicoides）已被報導有超過 1500 種會吸血。根據臺灣物種名錄 ⁴，目前記載臺灣有 63 種庫蠓現蹤。，庫蠓主要吸血的時段有兩個時間點，主要為日落前一小時至日落後兩小時，另一個高峰期為日出前。雌性的蠓吸血後才會產卵繁衍後代，主要的吸血對象為鳥類、兩棲類以及哺乳類動物如：豬、牛、羊、馬等等。

但庫蠓屬最特別的，是在野外調查的研究中居然發現，有種庫蠓──嗜蚊庫蠓（Culicoides anophelis）──會去叮咬已飽餐一頓的蚊子。為了繁衍後代，生物將無所不用其極！

這樣的行為最早在 1922 年由 Edwards 所發現，他在野外採集的埃及斑蚊、瘧蚊、叢蚊及三斑家蚊等蚊子，發現其腹部有這種特別的庫蠓附著，時間可長達 48 到 56 小時之久。為何會吸這麼久呢？研究者認為應該是庫蠓口器的特殊結構，為了讓牠能穩定插入蚊子腹部（尾部算起第三到四節）吸血，所以很難拔出，必須旋轉身體才能順利脫離。目前已知至少有 19 種蚊子會被嗜蚊庫蠓叮咬！

• 嗜蚊庫蠓叮咬蚊子的影片。

嗜蚊庫蠓主要分布於中國廣東、福建、海南，臺灣、印度及東南亞國家。目前並未報導過有叮咬人類的紀錄，所以不需擔心！但由於牠所叮咬的對象是常見的病媒蚊，所以是否會傳播登革熱、日本腦炎等病毒或其它微生物仍然需進一步的研究。

不會叮人卻是畜牧病媒，庫蠓該如何防治？

庫蠓是畜牧場所經常發現的病媒昆蟲（叮咬人類的機率低，會吸人血的庫蠓較少見！），最常見的是嗜牛庫蠓（Culicoides oxystoma）、日本庫蠓（Culicoides niponensis） 、荒川庫蠓（Culicoides arakawae）等等。庫蠓的活動時期始於春天而在八月達到高峰後數量開始下降，在冬季時明顯減少。

畜牧場牛隻會因庫蠓的叮咬而感染牛流行熱病毒（bovine ephemeral fever virus），造成生病、跛足、產乳量下降等等，使得飼養者需要付出高額的醫療費用與成本，所以需要有效的防治庫蠓策略。主要的方法有三：第一為環境之清潔，將富含有機質的土壤糞便定期清潔（減少青苔、藻類等生成），並讓環境盡量乾燥以降低其孳生源數目。第二為在夜間利用燈光誘捕法並搭配除蟲菊脂殺蟲劑，有效降低庫蠓數目。最後則是給予牛隻施打疫苗來降低其發病機率！

每次被蚊子叮時都非常不悅，透過這些研究，才知道原來蚊子也會被叮！哈哈哈～你看看你～

參考資料

1. 台灣有害生物管理協會
2. Edwards FW: On some Malayan and other species of Culicoides, with a note on the genus Lasiohelea. Bull Entomol Res 1922, 13:161–167.
3. A video clip of the biting midge Culicoides anophelis ingesting blood from an engorged Anopheles mosquito in Hainan, China
4. 臺灣物種名錄
5. 牛流行熱病媒蚊綜合防治策略
6. 臺灣CDC台灣蟲媒監測與帶病原分析

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近年來，大眾對於「氣候變遷」這個詞越來越不陌生，國際間也會簽訂不同協議與政策，來減緩溫室氣體的排放，講到這邊，我們通常會想到化石燃料的使用，但較少被人們注意到的是，畜牧業也是排放甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等溫室氣體的大宗，甚至會造成水污染及空氣污染。

最近由心理學家團隊發表的研究，提出一種可能的解決方案，以減少畜牧業對環境的影響，也就是——「教小奶牛上廁所」！

看到這邊一定頭上冒出好幾個問號，為什麼畜牧業會對氣候變遷造成影響？是哪方面的影響？為什麼教奶牛尿尿可能可以減緩對環境的衝擊呢？要怎麼教？

畜牧業和氣候變遷到底有什麼關係？

首先，根據聯合國糧食與農業組織 (FAO) 的報告，全球畜牧業每年約排放 7.1 兆噸的二氧化碳，大約是人為排放溫室氣體的 14.5%，其中，牛是排放量最大的物種，佔畜牧業排放量的 65 %，而大約來自於腸道發酵、糞便儲存與加工、飼料生產過程、其他能源使用等活動，FAO 也提出了目前評估可實行的減緩方案，其中一項便是提高奶牛的飼料開發以及飼養技術，來減少消化過程中和分解糞便時產生的甲烷 (CH₄) 與一氧化二氮 (N₂O) 。

而這篇研究的主角之一就是一氧化二氮 (N₂O) ，雖然它只佔全球溫室氣體總排放量的 5% ，但它把熱留在地球的能力卻將近是二氧化碳的 300 倍！除此之外，每次排放的一氧化二氮 (N₂O) 都會停留在大氣中超過一世紀，可以說是一種「長壽」的溫室氣體。從 1990 年起，紐西蘭的一氧化二氮排放量增加了五成，主要是來自乳製品業擴展以及氮肥使用，因此紐西蘭政府制定了一個目標，要在 2050 年之前將一氧化二氮的排放減少到淨零。

但這和牛有什麼關係呢？

從「牛尿尿」開始的氮旅程

原因是牛尿液中氮含量很高，而動物尿液中的氮來源主要是尿素  (CH₄N₂O)，在紐西蘭和澳洲，通常將牛飼養在戶外，牠們排尿之後，就開始一趟名為「氮循環」的旅程，首先尿素會迅速在土壤裡被水解成銨鹽 (NH₄⁺) ，再經過微生物「亞硝化菌」氧化成亞硝酸根 (No₂^–)，接著，另外一群微生物「硝化菌」，將亞硝酸鹽 (No₂^–) 再氧化成硝酸根 (NO₃^–)，以上的過程稱為「硝化作用 (Nitrification) 」。

當然，旅程還沒有結束，另一群稱作「脱硝菌」或「脫氮菌」的微生物會將硝酸鹽還原成氮氣 (N₂)，叫做「去硝化作用」或「脫氮作用」，而一氧化二氮 (N₂O) 是反應的中間產物，會直接被釋放到大氣中。

難道把牛飼養在牛舍裡就沒有問題了嗎？

代誌不是憨人想得這麼簡單！當牛尿液中的氮和地板上的糞便混在一起時，會產生另一種空氣污染物——氨 (NH₄)。

所以，如果牛的尿液可以被收集處理，裡面所含的氮就可以被轉換，減緩對環境的衝擊，但是要怎麼收集牛的尿液呢？

最直接的方式就是，教小牛到「廁所」裡尿尿。

要怎麼教會小牛尿尿？獎勵和拆解步驟是關鍵

研究團隊利用行為心理學的原理，訓練小牛到特定的地方排尿，這個原理便稱為「操作制約 (Operant Conditioning)」，由美國哈佛大學心理學教授史金納 (B.F. Skinner) 於 1938 年提出，當時有個著名的動物實驗稱為「史金納箱 (Skinner Box)」，將飢餓的小白鼠放在箱子裡，內有電動裝置紀錄動物的正確反應次數和頻率，因飢餓不安而活動的小白鼠，偶然壓到槓桿就會得到少量食物，當以後小白鼠看到槓桿，再去壓桿的頻率就會比以前高。對小白鼠來說，因反應而出現的食物是「強化物」，對壓桿這個「操作性反應」產生了強化作用。

除此之外，他們還運用訓練小孩上廁所，一種叫做「反向鏈接技術 (Backward Chaining Technique) 」的方式，將目標拆解成小步驟，從最後一步開始訓練到第一步。

首先，小牛被限制在圍欄設置成的廁所區域裡，當小牛排尿後再給予牠們喜歡的食物進行強化。然後，把小牛帶到圍欄外的一條走廊上，並再次強化進去廁所裡尿尿的行為，如果小牛在走廊上就排尿，便會用讓牠稍微不開心的噴水阻止牠。

經過幾次強化訓練，他們訓練的八頭小牛中，有七隻學會了在廁所尿尿，而且學習的速度和人類小孩差不多快！牠們大約只受了 15 天的訓練，大部分的小牛在 20 至 25 次排尿後學會了整套，比三到四歲的人類小孩還快。

小奶牛在廁所尿尿的影片。資料來源／參考資料 1

由此，研究團隊得到了兩個結論，第一是牛能夠學會注意自己的排尿反射，在準備尿尿時會移動到廁所裡；第二，在可以得到獎勵的情況下，牠們學會先憋尿，除非到了正確的地方。

牛牛學會了，然後呢？

在知道可以訓練牛牛到廁所排尿後，下一步要怎麼做才能夠離減排溫室氣體的目標越來越近呢？

作者認為希望未來可以優化廁所裝置，自動檢測排尿以及給予獎勵，就像是放大版的史金納箱一樣。除技術層面外，像是紐西蘭、澳洲等地的畜牧業，大多將牛飼養在開放的圍場，應該要把廁所設在哪裡，或者牛願意走多遠過來上廁所，都是需要進一步了解的問題，也才能夠將這項技術真正運用在不同國家的畜牧業，實際做到減緩畜牧業對氣候變遷的影響。

參考資料

1. Dirksen, N., Langbein, J., Schrader, L., Puppe, B., Elliffe, D., Siebert, K., … & Matthews, L. (2021). Learned control of urinary reflexes in cattle to help reduce greenhouse gas emissions. Current Biology, 31(17), R1033-R1034.
2. Gerber, P. J., Steinfeld, H., Henderson, B., Mottet, A., Opio, C., Dijkman, J., … & Tempio, G. (2013). Tackling climate change through livestock: a global assessment of emissions and mitigation opportunities. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
3. 張春興（民80）。教育心理學：三化取向的理論與實踐。台灣東華書局。
4. Backward Chaining Technique
5. 全國法規資料庫：空氣污染防治法施行細則
6. The science of nitrous oxide

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