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確認過眼神,臉上多兩條肌肉讓狗狗賣萌無辜動人

柏諺_96
・2019/07/31 ・3937字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

雖然今年才過一半,但如果要討論今年最熱門的「狗發現」,莫過於英國樸茨茅斯大學 Juliane Kaminski 所發表的論文了──「小狗眼神」的確存在。

Juliane Kaminski 透過解剖發現,在狗的眼睛周圍比狼多出了兩條肌肉,使得狗狗可以使出超級無辜的小狗眼神,讓人母愛大爆發。不過 Juliane Kaminski 好端端的,沒事去切什麼狗呢?這一搞不好可是會暴動的呀!

牠的表情,只為吸引你注意

狗狗超級會看人臉色,而天生也會使眼色?圖/pixabay

故事還要從 2017 年說起,那一年 Juliane Kaminski在《科學報告(Scientific Reports)上發表的論文中,發現了狗狗超級會看人臉色。

Juliane Kaminski 在這篇論文中,以研究員面向或背向狗狗、手上有無拿食物等條件,觀察狗狗對不同動作的實驗者有什麼反應?在統計了 24 隻狗狗後發現,狗狗對於研究員的注意力程度(attentional state)極度敏感,當研究員面向狗狗的時候,狗狗的臉部表情相當積極表現,遠比其他實驗條件下豐富──尤其是「挑眉」(inner eyebrow raise)與「吐舌頭」的表情更是明顯。

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過去人們總認為,動物臉部的表情不僅呆板,還不由自主的反映著心中情緒,並不會用於主動溝通上──但是近年來我們早在大猩猩(Gorilla gorilla gorilla)身上發現,牠們也會如同人類一般會利用臉部表情進行溝通;另一個例子更跨到了馬來熊(Helarctos malayanus)身上,同樣是來自樸茨茅斯大學大學的Derry Taylor團隊,也在今年三月的《科學報告》(Scientific Reports)上,發表了他們在婆羅洲馬來熊保育中心(Bornean Sun Bear Conservation Centre)的研究:馬來熊會精準的互相模仿玩伴表情。

顯然生物學一再告訴我們,事情沒有那麼簡單。

Juliane Kaminski 在 2017 年的這篇研究裡也強調,統計顯示研究員手上有沒有拿食物並沒有影響,這打破了過去人們認為狗狗的積極表現是出自於食慾的誘惑,真正有影響的是眼神的接觸

確認過眼神,催產素上升

而人犬之間的眼神凝視重要性,早在 2015 年由日本麻布大學的菊水建史發表過論文證實。

菊水建史的研究指出,當飼主與寵物犬凝視的時候,彼此體內的催產素濃度都會上升。催產素何許物也?催產素是由下視丘分泌,影響情感的一重要激素,舉凡分娩、性行為、情侶熱戀、母子溫情、同伴信任、同儕關係等,都受到催產素濃度影響。甚至有人給它一個別名──愛的荷爾蒙。

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球棍模型所示的催產素。圖/wikipedia

菊水建史請來 30 位犬飼主與 11 位狼飼主,並測量飼主與寵物尿液中催產素的濃度。接著,請飼主與寵物(狼或狗)互動三十分鐘,研究者在旁記錄飼主與寵物間的凝視、說話與碰觸等動作,並在活動結束後再次測量催產素的濃度。

結果發現,唯有凝視的時間長短,足以解釋催產素在互動前後的濃度變化──凝視的時間越長,彼此體內的催產素濃度就越高。當狗狗與飼主互動後,體內的催產素濃度約上升了 130%,而飼主體內的催產素濃度更是一舉上升了 300%;至於狼與飼主的組別呢?狼根本不太愛瞧著飼主,數據也就毫不顯著啦。

就像個小孩,獲得了寵愛

不過為什麼與狗狗眼睛對望,會讓我們分泌催產素,感到一陣幸福呢?或許我們可以從 Bridget M. Waller 在 2013 年發表在《公共科學圖書館:綜合》(PLoS one)的文章尋找答案。此發表中指出,幼態成熟(paedomorphism)或許是諸多狗之所以馴化的假說中,最引人注目的一個。

我們以後可以安慰自己是「幼年靈長類」的頭身比例。圖/pixabay

所謂幼態成熟,指的是某些物種在發育成熟過程中,保留了幼年期的身體特徵。舉例來說,人類的身體四肢相較於其他靈長類動物發育要緩慢,使得人類維持了「幼年靈長類」的頭身比例;而以水族市場上很熟悉的六角恐龍(墨西哥鈍口螈 Ambystoma mexicanum)來說,其他種類蠑螈的成熟過程會將幼年期的外鰓吸收退化、改為以肺部與皮膚呼吸,但六角恐龍達到性成熟時仍保留了幼體特徵的外鰓

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狗其實就是幼態成熟的狼?圖/pexels

而關於狗的馴化由來,有一個假說是這麼說的──狗其實就是幼態成熟的狼。相較於狼種,狗在馴化過程中,不論是短縮的鼻吻、較寬的頭蓋骨(cranium)、甚至是搖尾巴的行為,在野生的狼身上都較常出現在幼狼時期,不過狗卻將這些特徵延伸到了成犬階段。

這麼做有什麼好處呢?還真有。由於較短的鼻吻、較寬的頭蓋骨、挑眉所帶來的放大眼睛效果,都與人類嬰兒的型態不謀而合。這類似的臉部組成,激發了史上第一位狗奴才的母愛,也翻開了人犬互動的第一頁。

收容所裡的狗狗,每個都爭向與人類互動。圖/pxhere

Bridget M. Waller在論文中從收容所拍攝了 29 隻狗與人類的互動,在實驗中研究員走入籠中狗狗所在的房間,在站籠子前伸出一隻手,並拍攝下 2 分鐘的影片。針對每段影片,研究人員分析狗狗的臉部表情、搖尾巴持續時間、在籠中靠近眼前人類的時間長短──以及狗狗最終在被領養前,在收容所待了多久。

結果出爐,根據統計所得數學公式,如果狗狗在兩分鐘內做了 5 次挑眉的動作,牠們在收容所平均停留的時間為 49.83 天;而如果狗狗在兩分鐘內做了 10 次挑眉動作,時間則縮短為 34.88 天;當次數來到 15 次時,時間則落在 28.31 天內──雖然隨著次數增加也浮現了邊際效應,不過顯然,豐富的臉部表情有助於狗狗博得人類歡心!

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出乎意料的是,原本認為代表友善的「搖尾巴」,卻與停留在收容所的時間長短沒有什麼相關,這也再度佐證了「挑眉」是一項多麼強大的人擇壓力。

大眼睛挑眉頭,狗狗這樣賣萌

在理解「賣萌」是多麼有效的招數之後,科學家可就好奇起來,既然狼、犬之間在表情上差異如此顯著,那麼是否有著紮實的生理證據呢?別急,這不是「切」回主題了嗎?

Juliane Kaminski 在 2019 的論文中解剖了 4 狼 6 犬(個別是米克斯、拉不拉多獵犬、尋血獵犬、西伯利亞哈士奇、吉娃娃與德國牧羊犬),發現所有狗狗在眼睛內緣上方,都有一條發達的「內側提眼角肌」(levator anguli oculi medialis muscle, LAOM),正是這條肌肉讓狗狗得以在眼睛上方擠出一條,彷彿隱藏在皮毛之下的內眉毛(inner eyebrow);而狼在相同的生理位置上,卻只有稀疏薄弱的一些肌纖維,以及大量的結締組織而已,根本無法利用這些組織「進行一個挑眉的動作」。

無獨有偶,狗狗在眼睛外側還有一條眼外拉伸肌(retractor anguli oculi lateralis muscle, RAOL),雖然這條肌肉是狼、犬皆有,不過在狗身上可要發達多了。藉由這條肌肉,狗狗可以進一步將周圍肌膚往外拉,這一睜眼睛可又更大了。

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這條RAOL唯獨在哈士奇身上不見,真不愧是月月。圖/pixabay

不過弔詭的是,這條 RAOL 唯獨在哈士奇身上不見,雖然 Juliane Kaminski 認為,這是因為哈士奇是較為古老的犬種之故,不過可別忘了──在遺傳分析上並沒有哪一種狗的親緣關係,比起其他種狗更接近狼。

這是因為狗並不是直接由我們今天在野外看到的狼演化而來,而是在約三萬三千年前,某一種狗與狼的共同祖先,分出幾支有些相異的後代。這些後代一支逐鹿山野,成了今天我們所看到的狼;另一支則跟隨人類的腳步,逐漸被馴化成了狗。

這就好比與兄弟各自成家立業,但各自小孩去討論誰與叔叔比較像並沒有意義,因為「姪子們與叔叔的距離」都是相同的。回到狼、犬身上,我們也只能說「某一種狗保留了與狼最多的共同祖先特徵」,並無法宣稱哪一種狗在親緣關係的演化時序上,更接近狼一些。

不如也來試試其他與狼最接近的基礎種,例如沙皮狗。圖/pxhere

依據中國昆明動物研究所王國棟2015年發表在《細胞研究》(Cell Research)的研究所示,東南亞的鬆獅犬、秋田犬與沙皮狗等品種,是目前與狼最接近的基礎種群。

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如果從這個結果反觀 Juliane Kaminski 的研究,就顯得 Juliane Kaminski 所採取的六種品種狗有些不足──是否缺乏RAOL的情況只在哈士奇身上?同為雪橇犬的阿拉斯加雪橇犬(Alaskan Malamute)、薩摩耶犬(Samoyed)是否也需要檢視?更加古老的東南亞犬種需要納入考量嗎?

進一步思考,哈士奇是從未演化出 RAOL?還是在後來的培育過程中丟失了?人們當初在培育哈士奇的時候,主要以「工作犬」導向選拔,那麼對於眼睛的人擇壓力還強烈嗎?大眼睛對於在雪地奔跑是有助益的特徵嗎?或許我們需要的證據還遠遠不夠。

狗狗眼睛的動作,可以放大眼球並且模仿人類悲傷時的表情。右圖即為明顯的挑眉動作。圖片/Waller et al, 2006

回到 Juliane Kaminski 論文的下半場,研究團隊另外觀察了 9 匹狼、27 隻狗與人類的互動。研究員同樣以 2 分鐘的影像拍攝,在籠中的狼與狗對眼前的人類有何反應?結果並不意外,狗做出挑眉動作的強度與頻率,要遠遠高過於狼。

至此故事也大約有個輪廓了,Juliane Kaminski 的團隊認為,狗將眼角拉起的舉動:

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  • 一來可以放大眼球在臉部的比例,形成猶如人類嬰兒的臉部組合,誘發人類產生照顧欲望(nurturing response);
  • 二來提高內側眉毛的臉部動作,也恰如人們悲傷時的表情,更進一步激起了人們的憐憫;

而拉開眼球週邊肌肉,露出更多眼白,則又如視覺合作假說(cooperative eye hypothesis)所說──人們在溝通時因看見對方眼神所向、獲知對方意圖,因而博得信任感。是以我們回望演化之路,似乎暫時有了這麼一個答案:

狗狗遠祖在肌肉上的突變,無意間取得了人類好感,不僅興起照顧慾望,也引發了對這個物種的偏愛。

不過,貓呢?或許跟寄生蟲有關吧。

參考資料

  • Kaminski, J., Hynds, J., Morris, P., & Waller, B. M. (2017). Human attention affects facial expressions in domestic dogs. Scientific reports, 7(1), 12914.
  • Nagasawa, M., Mitsui, S., En, S., Ohtani, N., Ohta, M., Sakuma, Y., … & Kikusui, T. (2015). Oxytocin-gaze positive loop and the coevolution of human-dog bonds. Science, 348(6232), 333-336.
  • Waller, B. M., Peirce, K., Caeiro, C. C., Scheider, L., Burrows, A. M., McCune, S., & Kaminski, J. (2013). Paedomorphic facial expressions give dogs a selective advantage. PLoS one, 8(12), e82686.
  • Wang, G. D., Zhai, W., Yang, H. C., Wang, L., Zhong, L., Liu, Y. H., … & Irwin, D. M. (2016). Out of southern East Asia: the natural history of domestic dogs across the world. Cell research, 26(1), 21.
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柏諺_96
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大學念生科系,碩班是生科所,喜歡以生物冷知識和迷因推翻大家的三觀。

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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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鑑識故事系列:狗咬狗,滿嘴…mtDNA
胡中行_96
・2023/08/14 ・1957字 ・閱讀時間約 4 分鐘

愛犬慘死,兇手逍遙法外。縱然不是每個人都如電影《捍衛任務》的 Johon Wick,身懷絕技,謀求私刑正義;[1]透過科學管道,至少可以討個答案,獲得心靈平靜。義大利某隻母的傑克羅素㹴(Jack Russell Terrier),橫屍寵物旅館的院子,得年 8 歲。犬舍的網子破裂,有向內拉扯的痕跡。寵物旅館老闆養的3隻荷花瓦特犬(Hovawart),嫌疑重大;然而事後到場的獸醫,卻認為野生狐狸或海狸才是罪魁禍首。傑克羅素㹴的主人心有不甘,遂找上波隆那的一所動物疾病預防研究機構(L’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia-Romagna)。[2]

非當事傑克羅素㹴。圖/Oskar Kadaksoo on Unsplash

解剖狗屍

這隻傑克羅素㹴死後,在日均溫 7 °C 的環境,被擱置 18 到 20 個鐘頭。接著於 − 18 °C 的冰庫裡,凍了 1 個月,才被研究機構拖出來驗屍。從外觀看來,牠生前的健康狀況良好。不過,毛皮沾血,且有 14 道 7 至 10 公厘,略呈橢圓,邊緣清楚的咬傷,分佈於頸、肩、胸、肋弓、大腿(照片)和鼠蹊。另外,腰部還有個 10 公分長,2.5 公分寬的大傷口。剝掉狗皮後,可見創傷頗深:左邊頸、胸的肌肉浸潤於血中;胸腔與腹腔內,也有輕微出血;肋間肌、肋膜及腹壁穿孔;並有一根肋骨骨折。綜合以上,牠顯然死於咬傷穿透胸部,[2]使空氣在肋膜腔中累積而壓迫肺臟,[3]所導致的氣胸(pneumothorax)。[2]那麼究竟是什麼動物如此殘暴?

nDNA vs. mtDNA

兇手遺留在死者身上的 DNA,是指認身份的好線索。[2]細胞中的細胞核(nucleus)和粒線體(mitochondria)都含有 DNA,[4]分別簡稱為 nDNAmtDNA,兩者並不相同。以人類為例,前者包含從雙親得來的 2 至 3 萬個基因;後者則有 37 個,主要遺傳自母親。[5]分析 nDNA 的短縱列重複序列(short tandem repeat;STR),也就是一些鑑別度高的小片段;[4]或是單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism;SNP),即DNA序列中單一鹼基的變異,[6]便能辨識個體。[2]

以此案來說,最理想的作法,當然是從㹴犬身上的咬傷取樣,分析 nDNA,再比對兇嫌的樣本。可惜屍體於運送的過程中,大概已經受到汙染,驗了也未必準確。再加上寵物旅館的老闆,絕不可能讓3隻荷花瓦特犬配合調查,這個辦案方向根本毫無希望。[2]

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好在天無絕人之路,數根 5 到 10 公分不等,顏色有深有淺的毛髮,不僅卡在死者的牙縫裡(照片),還纏於腳掌上。它們出現的位置奇怪,長得又跟梗犬的不同,或許正是來自兇手。儘管鑑識採集的毛髮時常不帶毛囊,[2]而髮幹的 nDNA 含量又極低,不過會有相當充足的 mtDNA,[7]可以辨識物種。於是,鑑識人員挑了最長又最完整的 4 根送驗。[2]

死者的腳掌,纏著兇嫌的毛髮。圖/參考資料 2,Figure 3(CC BY 4.0)

狼 vs. 犬

毛髮 mtDNA 分析的結果,顯示其來源非狼即犬,才不是獸醫瞎說的狐狸或海狸。如果進一步由傷口位置,回推攻擊方式,嫌疑範圍又會縮得更小:[2]

(Canis lupus)作為掠食者,攻擊講求效率。最好不太耗費能量,便獵得豐美肉食。特別是遇到傑克羅素㹴,這種小型犬的時候,會朝頸部直接咬死,然後狼吞虎嚥。此外,該寵物旅館附近,沒有狼出沒。[2]

相對地,(Canis lupus familiaris)打起架來,才會全身從頭到尾胡亂咬。好不容易把對方搞癱了,卻放著全屍一口沒吃。因此,本案的兇手應該是中、大型犬,而且當時有機會與死者接觸的,唯有那 3 隻毛髮長度和顏色,與證物完全吻合的荷花瓦特犬。[2]

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非當事荷花瓦特犬。圖/Oxborrow on Wikimedia Commons(Public Domain)

身後貢獻

鑑識團隊完成狗主人託付的任務後,撰文介紹將 mtDNA 的細胞色素 b 基因(cytochrome b gene),放大並定序,最後確認物種的細節。[2]雖然不曉得他們的努力,是否有助司法公道,但是好歹已為學術研究貢獻心力。天下蒼生多少默默無聞,死後被立碑著傳的又有幾個?一隻備受寵愛的傑克羅素㹴,能榮登學術期刊,也算不枉此生。

  

  1. John Wick’. IMDb. (Accessed on 02 AUG 2023)
  2. Roccaro M, Bini C, Fais P, et al. (2021) ‘Who killed my dog? Use of forensic genetics to investigate an enigmatic case’. International Journal of Legal Medicine, 135, 387–392.
  3. McKnight CL, Burns B. (15 FEB 2023) ‘Pneumothorax’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  4. Department of Emergency Services and Public Protection. ‘Nuclear DNA’. U.S. Connecticut’s Official State Website. (Accessed on 01 AUG 2023)
  5. Storen R, Smith E. (11 JUN 2021) ‘Mitochondrial donation in Australia.’ FlagPost by Parliament of Australia.
  6. Gunter C. (01 AUG 2023) ‘Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)’. U.S. National Human Genome Research Institute.
  7. Tridico SR, Koch S, Michaud A, et al. (2014) ‘Interpreting biological degradative processes acting on mammalian hair in the living and the dead: which ones are taphonomic?’. Proceedings of the Royal Society B, 2812014175520141755.
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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)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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催產素可以幫你神助攻嗎?化學分子幫助你們之間的感情更緊密——《完美歐姆蛋的化學》
日出出版
・2022/12/31 ・1888字 ・閱讀時間約 3 分鐘

催產素:讓你產生「愛」的感覺

2003 年,瑞典醫師克絲汀.烏納斯.莫柏格(Kerstin Uvnäs Moberg)出版了《催產素因子》(The Oxytocin Factor,暫譯),她在書中指出,催產素對人體的影響,正好和戰或逃(fight-or-flight)反應相反。

催產素不會讓我們感到厭倦和對陌生人警戒,而是會讓我們感到安全和信任。

莫柏格的理論是基於一些針對動物進行的研究,例如老鼠和田鼠(看起來很像可愛的倉鼠)。她發現如果在田鼠靠近目標配偶的時候對田鼠注射催產素,就可以操控田鼠選擇特定的配偶。

以人類來說,大多數的證據都可以佐證催產素會大幅影響人如何與彼此(甚至和動物)產生連結。例如,當我們撫摸狗的時候,科學家可以觀察到催產素濃度明顯上升,尤其是面對動物寶寶的時候,例如可愛的小狗爬到你腿上窩著。

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當我們撫摸狗的時候,科學家可以觀察到催產素濃度明顯上升。圖/pexels

想當然,新手媽媽抱著寶寶時,也同樣會出現催產素濃度上升的現象。從化學的角度來看,媽媽的愛多到一湧而出,以致於她體內的催產素飄升到驚人的程度,愛情分子可不是浪得虛名。

有感情後,催產素濃度會快速上升

研究人員也注意到,當成人對彼此有感情,催產素濃度會快速上升。以女性來說,催產素分子濃度會在前戲的時候開始升高。

有證據顯示,通常如果性行為過程比較長,人會覺得與伴侶比較有連結,即使真正的交合還沒開始。從化學的角度看來,這是因為有更多催產素分子從人體內湧出。

當人對彼此有感覺時,催產素濃度會快速上升。圖/pexels

女性在高潮之後,會馬上迎來第二次的催產素高峰。從生理的角度分析,這是為了讓我們可以與伴侶形成穩固的連結,以應對懷孕的狀況。女性的身體是出於直覺而且無意識地有這樣的行為,目的是協助鞏固兩人之間的連結。

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相對地,男性不會迎來第二次催產素高峰,而是在各式各樣的性興奮過程中,都會大致呈現催產素升高的狀態,最後在高潮過後回復穩定。

研究人員認為男性沒有第二次催產素高峰,是因為從生理的角度而言,男性沒有與伴侶形成穩固連結的理由,畢竟他們不會懷孕。

愛情激素實驗:催產素對人體的影響

我最喜歡的愛情激素實驗之一,是以一大群處於一對一關係中的異性戀男性為實驗對象。研究人員會用醫療鼻腔噴霧把催產素噴入這些男性的鼻子,然後再向他們介紹一位極有魅力的陌生女性。

研究人員會先請實驗中的男性等待幾分鐘,這是為了讓催產素可以確實與催產素受器形成鍵。(別忘了催產素是大型肽分子,所以需要一點時間才能抵達目標位置,並且與受器結合。)當研究人員確信鍵已經形成,就可以開始實驗了。

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首先他們一次介紹一位男性給那位美麗的女性認識,接著觀察雙方所站的位置有多靠近。

在實驗中,研究員會觀察雙方所站的位置有多靠近。圖/pexels

針對這些處於一對一關係的男性蒐集資料之後,研究人員又找來一群單身男性。他們再次執行催產素鼻腔噴霧的實驗,然後——讓這些單身男子接受觀測。

和先前一樣,研究人員測量了男性和陌生美人之間的物理距離,想知道是否有辦法確認催產素分子對人體的影響。

研究人員發現整體而言,比起單身男性,非單身男性與美麗女性之間的距離至少多出了十到十五公分。當然,實驗難免會有離群值,不過這項研究(尤其)顯示出,男性體內的催產素會使得伴侶之間的連結明顯更穩固。

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所以,下次你老公要去單身派對之前,記得往他鼻子噴一點催產素,再給他一個大大的吻,然後其他的就交給化學吧。

這項研究顯示出,男性體內的催產素會使得伴侶之間的連結明顯更穩固。圖/pexels

——本文摘自《完美歐姆蛋的化學》,2022 年 12 月,日出出版出版,未經同意請勿轉載。

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