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鼻子裡的房客

YTLai_96
・2012/06/12 ・4513字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 474 ・五年級

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鼻蛭的背面外觀。暗紅色的身體,頭部在右尾部在左,碩大的尾吸盤相當明顯。這隻鼻蛭頭部的顏色較淡,是因為被夾出寄主體外時所受的傷才剛癒合。

本報訊:宜蘭縣一名七歲小女童日前與家人到山上溪邊玩耍,返家後開始出現鼻子搔癢、打噴嚏、以及流鼻血等症狀。數週後至羅東聖母醫院耳鼻喉科求診,發現鼻腔中有一隻5公分長的水蛭……

「好了,我該拿你怎麼辦呢?」

我看著手上從耳鼻喉科醫師朋友處獲得的,裝在病理樣本盒裡的鼻蛭。近四公分長的身軀,暗紅色的體表,大大的尾吸盤牢牢吸附在盒壁上,身體慵懶地扭著。

蛭類,以及「恐怖兇殘」的鼻蛭

一般俗稱的水蛭或螞蟥,指的都是蛭類動物,在分類上屬於環節動物門、環帶綱、蛭亞綱。打從中生代早期開始,當時的某些寡毛類動物(大概長得像今日的蚯蚓吧)莫名地演化為肉食性之後,就註定了千萬年來子孫的命運。這些「肉食性的蚯蚓」歷經長時間的演化,漸漸地退去了大多數環節動物共有的剛毛;身體節數也不再像蚯蚓一樣隨著年歲漸長而增加,而是從出生開始便固定為34節;並且為了移動便捷而在身體前後端特化出吸盤,開始以蛭類動物正字標記(或說是「Ω」字標記比較精確)的方式來行動。

蛭類的頭尾兩端都有吸盤,但是頭部的口吸盤通常與口部融合且不特別膨大,因此並不醒目,而尾部的尾吸盤則通常明顯可辨。因此以這隻琉球山蛭(Haemadipsa rjukjuana)來說,他的頭部在右尾部在左,尾吸盤比起口吸盤就明顯得多。
蛭類的頭尾兩端都有吸盤,但是頭部的口吸盤通常與口部融合且不特別膨大,因此並不醒目,而尾部的尾吸盤則通常明顯可辨。因此以這隻琉球山蛭(Haemadipsa rjukjuana)來說,他的頭部在右尾部在左,尾吸盤比起口吸盤就明顯得多。

其中,有些蛭類可能覺得鎮日奔波捕食獵物實在太辛苦了,於是路線一轉,走向飯來張口、坐等伏擊倒楣獵物的被動捕食路線。當獵物種類逐漸拓展至體型相對大得多的時候,小小的蛭類是沒辦法制服獵物的。因此,蛭類開始把獵物當成提款機,一點一點地從獵物體表吸取體液為食。熱血三千,我蛭類只取一瓢飲,從此成了名副其實的(也是惡名昭彰的)暫時外寄生的動物。而由於這些暫時外寄生的成員名聲實在太差,導致一般人提到水蛭或螞蟥,心裡便浮現黏滑、黝黑、潮濕的身影,神出鬼沒地在草澤森林裡伺機而動,等著爬到人類身上豪飲鮮血的惡劣行徑。可憐其他安分謀生、腳踏實地捕食獵物的肉食性蛭類,也因而背了黑鍋,成了人人喊打的討厭鬼。

在這些暫時性外寄生的吸血蛭類裡,有一種蛭類讓人打從心底地厭惡恐懼,那就是「鼻蛭」(Dinobdella ferox)。鼻蛭令人驚駭的程度,從學名的意涵可見一斑。”Dino”表示「恐怖」、「可怕」(還記得「恐龍」的英文名稱吧?);”bdella”意指「蛭」;”ferox”則是「殘忍」、「兇猛」的拉丁化字根。讓人如此害怕的原因,看中文名稱就知道。顧名思義,鼻蛭就是住在鼻子裡面的蛭類。每天呼吸的鼻腔深處有隻蛭類陰惻惻地在裡頭待著,距離唇舌眉眼雙頰耳際僅有一牆之隔,彷彿隨時會被別人看見,自己跟朋友揮手打招呼的時候說不定鼻蛭也在裡頭點頭示意(說真的,鼻蛭的確常常從鼻孔探出頭來納涼)。這麼讓人不悅的景象,無怪乎鼻蛭被冠上如此惡名了。

房客鼻蛭,房東兔子

我仔細看著手上的鼻蛭,從腹面的雄孔以及雌孔都已經明顯可見看來,顯然已經是隻性成熟的個體。然而無論是以福馬林固定留待日後解剖描述型態,或是以酒精固定以便採集組織進行DNA分析,這近四公分長的體型都略嫌不足。於是我決定效法糖果屋的老巫婆,先把鼻蛭飼養起來,等到它體型夠大之後再製成標本。

只不過,身為暫時性體外寄生蛭類的一員,鼻蛭已經演化出相當特別的生活史策略。當鼻蛭幼體從埋在水邊土裡的卵繭孵出來之後,細小如髮、約莫一公分長的身軀就會常駐在岸邊水面下的石塊或植株上,耐心地等候倒楣寄主上門。終於有一天,一隻口乾舌燥的哺乳動物走到水邊,把頭部探入沁涼的水中大口豪飲。此時水體的震動便會引起鼻蛭瘋狂地四處探索,並且爬到水面處伺機附上寄主的口鼻部,再悄悄地進入寄主鼻孔裡。當然,興高采烈的人類跳入山澗裡,也會讓跟著水波前來的鼻蛭幼體有機會附到身上。而如果一直沒有機會找到寄主,鼻蛭也能夠行自由生活,以其他小型無脊椎動物果腹。不過,比起有幸寄生的鼻蛭個體,行自由生活的鼻蛭顯然過得非常拮据,不但要自己辛苦追捕獵物,體重增加的速度也非常緩慢,性成熟更是遙遙無期。因此,特化為仰賴寄生哺乳類鼻腔中,藉此迅速增加體重至性成熟的生活史策略,可說是鼻蛭的獨門密技。

所以這下好了。鼻蛭只能住在哺乳動物的鼻子裡,我要去哪弄個哺乳動物的鼻子來呢?「以身試蛭」似乎是最簡單的方法,我也應該可以忍受被寄生的種種不便。只是,考量到常常打噴嚏、鼻子癢、還有無緣無故流鼻血會引來的目光,加上鼻蛭沒事會探頭可能帶來的困擾,為了我的人際關係著想,還是另謀出路比較實在。領養一隻流浪狗或許不錯,但是狗兒好動愛吠,要有地方飼養非常困難,而且有違一般人的道德原則;大白鼠又太小,以鼻蛭目前的體型大概也塞不進去。思前想後的結果,我決定找一隻大一點的實驗兔來充當寄主。

鼻蛭常常從寄主的鼻孔中探出來。上圖取自: Chang et al, 2006. Nasal infestation with the leech Dinobdella ferox in a domestic shorthair cat. Veterinary Record, 158, 99-100;中圖為網路影音分享檔案http://www.im.tv/vlog/Personal/204051/2980955之截圖;下圖取自:王等,2005。鼻蛭寄生特異性的比較分析。昆明師範高等專科學校學報,27(4):54~55

兔子的命運

腳邊紙箱裡,初來乍到的兔子在角落縮成一團,似乎已經預知自己的命運。我蹲下身來輕輕撫摸牠柔順的皮毛,祈禱這個聳人聽聞的實驗能夠順利進行。

我把樣本盒打開,裡頭的鼻蛭扭動身軀,試探性地在我伸入盒中的手指上碰了幾下。我半強迫它放開尾吸盤,將鼻蛭在手指上穩穩地托住。我把鼻蛭湊近兔子的吻端,另一手扶著兔子的頭,大拇指將兔子的上鼻部輕輕掀起。兔子依然瑟縮著,頻繁鼓動的鼻翼旁,鼻蛭的頭部緩慢遲疑地探索,從兔子的嘴邊觸鬚、皮毛、漸漸移到絨毛覆蓋的鼻部。在兔子急促的呼吸之間,鼻蛭延展的頭部、身軀、一直到尾部的巨大吸盤,靜靜地、一吋一吋地隱沒在兔子的鼻孔裡。我放開兔子頭部,雙手翻檢確定鼻蛭沒有溜到我的手背,或是在鑽入鼻腔的過程中失敗而疲軟地掉在箱底。兔子蜷縮的姿勢起身,掀了掀鼻,嗤嗤噴了兩口氣之後用前腳在口鼻部搓揉幾下,洗了洗臉。

由於鼻蛭必須吸附在寄主的鼻腔裡,還得抵抗寄主不時的噴氣和甩頭搓鼻,因此鼻蛭的尾吸盤奇大,以便能夠穩固地吸附在潮濕的鼻腔壁上。當鼻蛭蠕動尋找吸血處或切割鼻黏膜吸血時,會使寄主鼻部產生搔癢刺痛等不適感,因此,頻繁噴氣和搔癢口鼻部就是被鼻蛭寄生引發的典型行為。每次鼻蛭吸血飽餐一頓之後,寄主鼻黏膜的傷口會因為鼻蛭分泌的抗凝血因子而流血不止,因此流鼻血也是被鼻蛭寄生的症狀之一。在寄生過程中,鼻蛭的體型會迅速增加,漸漸地阻塞寄主的呼吸道,使寄主必須時常張口呼吸,甚至發出哮喘嘶鳴。而如果鼻蛭沒有及時離開寄主,寄主最後可能死於失血性休克,或是因為鼻蛭體型過大完全堵住呼吸道而窒息死亡。

我把兔子抱到飼養籠裡,水罐裝滿,食盆中倒入足夠的飼料,還放了兩塊苜蓿草磚讓牠磨牙兼出氣(如果兔子覺得噴鼻子出氣還不夠的話)。畢竟當鼻蛭消失在兔子鼻孔裡之後,兔子的終點就已經在不遠的前方決定,牠得過著喘著氣鼻子癢流鼻血的短暫餘生,直到最後一口氣,因此讓牠過得好一點也是應該的。

靜靜地陪著兔子半小時,看著牠從緊張地縮成一團,到好奇地四處東聞西嗅。在兔子喝了水、吃了點飼料,也噴鼻洗臉又打噴嚏很多次之後,我決定關上籠子準備離去。出門之前回頭看了兔子一眼,夕陽餘暉裡,兔子還抬著頭四處張望,左側鼻孔怵目驚心地露出一小截暗褐色的鼻蛭身體。閤上門的瞬間,我彷彿敲響了牠的喪鐘。

充滿鼻蛭的夜晚

這一天晚上,我在網路上搜尋到許多關於鼻蛭的網頁。除了每年都有的數起鼻蛭寄生人類鼻腔的病例報導之外,也有許多寵物被鼻蛭寄生的案例及討論。許多飼主在寵物論壇上心急地詢問家裡的貓狗最近開始狂打噴嚏抓鼻子流鼻血該怎麼辦,也有不少飼主和獸醫師以過來人的經驗分享如何診斷是否為鼻蛭寄生以及處理方式。其中,一則獸醫師的分享加上不少有經驗飼主的附和,攫住了我的注意力:

『…因為水蛭聞到水的味道就會跑出來,所以可以先帶狗狗去運動跑步,然後在狗還很熱的時候在狗鼻子外面敷上冰塊,或者是讓狗狗喝水的時候潑一點水到鼻子外面,這時候水蛭就會想要圖個清涼就會伸出來了…』

飼主們帶狗狗去運動後,在狗鼻子外面蓋上冰塊,並且在鼻端淋點水引誘鼻蛭探出來。(圖片取自網路部落格:http://www.wretch.cc/blog/mipang/20691140,已獲得照片所有權人同意使用。)

仔細想想,這個方法還挺有道理的。鼻蛭雖然採取幼體進入寄主鼻腔吸血寄生以快速成長的生活史策略,但畢竟不是完全行寄生生活的動物,不但生殖的時候必須跟其他個體交配,而且得把卵繭產在潮濕水邊的土表底下,而不是直接自體受精後將卵產在寄主體內。既然哺乳動物的鼻腔只是成長期間的暫時居所,鼻蛭性成熟以後勢必得離開寄主,回到水中自由生活並且交配繁殖,完成「創造宇宙繼起之生命」的使命。如果鼻蛭死賴在寄主鼻腔裡,搞到寄主窒息或貧血休克而死,寄主可不見得會好人做到底地讓陳屍地點靠近水邊,以方便鼻蛭回歸故里。聰明一點的策略,應該是當鼻蛭在寄主鼻腔裡長得夠大且性成熟之後,在寄主還有活動力到水邊喝水時趁機溜出寄主的鼻孔,免得與寄主同朽。而且,當寄主一頭埋到水中喝水,或是跳進水裡涼快的時候,鼻腔裡的空氣溫度應該會突然下降,或是鼻腔變冷讓血管收縮,這樣的溫度變化使得鼻蛭知道該是打包出發的時候了。接著,鼻蛭或許向亮處前進,或許向清涼處移動,最後從寄主鼻孔離開包吃包住的寄生生活,揮揮尾吸盤,挾著龐大身軀的優勢回到水中,從此自由生活,逕行尋找交配對象去了。

「既然如此,等到鼻蛭長大以後,我可以用相同的方法把它拿出來,兔子就可以不用犧牲了。」閤上眼睡去之前,我還不斷的想著這個念頭…

休止符

隔天,我迫不及待地去探望兔子的狀況。籠中的兔子慵懶地斜躺著,飼料已經吃光,水喝了一些,籠底的便盤也有不少糞粒點綴在黃黃的兔尿裡。看著兔子似乎過得挺安適,讓我心裡舒坦了些。

「有吃有拉,好事一樁。」

我打開籠子把兔子抱回紙箱裡,拿起底下的便盆,抽出吸水紙把兔尿和糞粒撥進垃圾袋。既然有些兔尿漏到便盆外,顯然飼養籠也該拿去清洗一下。正當我彎身提起飼養籠的時候,我注意到在籠底角落有一條身上有環節、一端有著大大的吸盤、深色扭曲如四分休止符般的物體。

是我已經乾死的鼻蛭。

我猛然想起文獻上所說,已經性成熟的亞成體和成體鼻蛭對於水體震動並不如幼體一般敏感,並且多半棲息在水體中層至底層。

或許這就是鼻蛭在外頭乾死的原因:它已經性成熟,生長不再是第一要務,生殖才是。因此即便又有機會進入新的寄主鼻腔裡,它也不會久留。這樣的鼻蛭甚至不會吸血,因為籠底各處乃至兔子的鼻頭和吻端,都絲毫不見一點血跡。

手上惋惜地拿著已經乾死的鼻蛭屍體,我默默地望著一旁掀動鼻子、好奇張望的兔子。

「好了,這下我該拿你怎麼辦呢?」

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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著

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致親愛的弗瑞曼人:一封來自地球的沙蟲愛好者之信——《沙丘》(三)
YTLai_96
・2022/10/28 ・5028字 ・閱讀時間約 10 分鐘

可佩的弗瑞曼人,您好:

謝謝您展信閱讀來自地球的沙蟲愛好者的第三封信。

在前兩封可能略顯冒昧的書信又沉澱數日之後,我也已經能夠比較冷靜的看待沙蟲、以及弗瑞曼族人與沙蟲間的依存關係。如果前兩封信讓您們感到任何些許的冒犯或不敬,請容我獻上最誠摯的歉意,也請您與族人們理解這絕非我的本意。

我只是想要以一個遙遠地球的沙蟲愛好者的身份,與弗瑞曼族人們分享我對沙蟲粗略甚至略嫌可笑的觀察和推想,並且期望您與族人們在忍俊不禁的閒暇之餘,有天願意回信提供一些回饋和指導而已。

地球上像我一樣的沙蟲愛好者還有很多,請看沙蟲愛好者們從生態人文記錄片中剪輯出來的沙蟲畫面。

先前兩封信,我與您和弗瑞曼族人們分享了沙蟲巨大體型如何克服各種難題的奧妙可能,也提到沙蟲或許依賴自營共生微生物而得以在荒蕪沙漠中獲得營養與能量所需。但我想最神奇的,或許還是沙蟲的生活史吧。

根據厄拉克斯星球的重要文獻「沙丘」的記載、以及弗瑞曼族人們千百年來的觀察,沙蟲只是成體,祂的幼體叫做沙鱒,體型從幾公分到一公尺多不等,生活在沙漠的地底深處。與成體沙蟲大不相同的是,沙鱒生性愛水,身上有能夠儲存大量水分的細胞(或者有些文獻指出其體表覆滿纖毛),而且喜愛群聚。當沙鱒在地底深處群聚,身體的代謝廢物與水混合並發酵後就形成了早期香料。當早期香料聚集夠多、發酵產生的氣體壓力夠大,就會把這些早期香料大規模噴發到地表,即所謂的「香料爆炸」。這些早期香料被陽光炙烤風乾,就成了珍貴的香料。

地球上其他沙蟲愛好者製作的,沙鱒與香料爆炸的解說影片。

然而,根據上述描述還有沙鱒與沙蟲的體型差異,我大膽猜測沙鱒與沙蟲之間並不是單純幼蟲與成蟲的關係,而是如同單體/聚合、單倍體/多倍體之間的世代交替關係。如前所述,沙鱒喜愛水、儲存水、而且會聚集成團,這樣的習性或許就是在召集夠多的單倍體沙鱒,只要被噴發到沙漠表面,受到炙熱陽光且乾燥環境的刺激,成團的沙鱒就會相互融合並且分化形成一隻沙蟲,如果一團沙鱒的生質量不足以撐起一隻沙蟲,說不定還得等待被已經存在的沙蟲吞食後融合進去。

在地球上,這樣運作的生物也所在多有,例如以二倍體原生質團狀態四處爬行的粘菌、或者以多個體聚合分化而成一整隻具有精細構造的僧帽水母,絕非天馬行空的無稽猜想。

具有單雙倍體世代交替生活史的黏菌,我大膽的猜想沙蟲和沙鱒的關係也是這樣,沙蟲屬於二倍體且類似黏菌可移動的原生質團,沙鱒則是移動能力較差的單倍體。 圖/wikimedia
地球上的黏菌,請欣賞它解決問題的本事。
俗稱葡萄牙戰艦或僧帽水母也是水螅體群聚且分工組成的群聚體,或許沙蟲也是異曲同工。 圖/wikimedia

據我對重要文獻的了解,其中有些字句間也曾經提過沙鱒是單倍體的生物,還有沙蟲萬一死去就會放出沙鱒重啟生活史的循環。如果又加上沙蟲壽命很長、甚至可達數千歲的傳聞,那麼沙鱒與沙蟲之間以世代交替生活史不斷轉變、沙蟲乃是眾多沙鱒聚合分化而成的群聚體,還可以不斷吸收新的沙鱒團來壯大自己,就更是合理了。

當然,也只有憑藉著弗瑞曼人的仔細觀察,才能夠確認這樣的猜想是否屬實。

因此如果可能的話,下次待您與族人發現沙鱒團時,是否能夠留意它們噴發到沙漠表面後的行蹤呢?

甚至如果您能夠主動的收集沙鱒團,將它們集中在沙漠表面以圍籬侷限起來,或許就能夠好好觀察沙鱒團在沙漠表面的命運:是真的如過去以為的多數沙鱒死去並留下極少數個體休眠數年再——蛻變狂長為沙蟲?

還是其實藉由多個沙鱒團分散又聚合、彼此邊界消弭並且開始分化的方式,在沙漠中組成一隻超級沙蟲體?如果有幸如我推想的,沙蟲是聚集眾多沙鱒而成、世代交替無盡轉生的群聚體,這樣能夠累積千年的不死智慧,豈不更加顯現沙蟲的神性嗎?

在沙漠裡面設置圍籬以觀察沙鱒團的行為和生活史,其實就有點像在地球上用培養皿畫菌盤養菌,只是厄拉克斯星球上的盤子比較大而已,但同樣都可以滿懷敬意啊。 圖/YouTube

關於沙鱒在地底下的生活,如果依循著我先前的假說,沙蟲的營養與能量來源是依靠體內的共生自營微生物而來、且平時吞食沙粒也只是在收集過濾這些共生自營微生物或者沙鱒團的話,那麼沙鱒在沙漠地底深處可能也是靠微生物一起共生過活,這些微生物可能是同樣在沙漠表面或沙蟲體內存活的微生物種類,只不過可能因為在地底深處缺乏氧氣和陽光,所以處於厭氧呼吸、異營(或化學自營)的代謝狀態,就等著沙鱒聚集成團被噴發到沙漠表面,再度回到太陽下轉回好氧自營的代謝狀態。

從這一點看來,以好氧自營狀態與沙蟲共生提供能量與營養、又在地底深處以厭氧異營狀態與沙鱒共生的這種微生物,整個生活史與沙蟲的生活史緊密相依,兩者很可能已經接近互利且專性的共生,難以離開彼此了。

這是我推想的沙蟲生活史(外圈)以及香料菌生活史(內圈),還有兩者之間的養分依存關係,請弗瑞曼族人們多多指教。

進一步猜想,所謂的早期香料,也許是在沙鱒體內的行厭氧呼吸的共生微生物排出的內孢子或休眠卵,這些內孢子/休眠卵靠著沙鱒排出的代謝廢物產氣以後造成香料噴發,也可以又回到陽光普照的沙漠表面,若有幸被沙蟲濾出帶到體內,就再次轉為好氧呼吸、自營代謝的狀態(這也解釋了沙蟲身上尤其嘴巴處帶有強烈香料味的緣由,因為嘴巴比起身體更深處的其他部位,理應擁有最多還未甦醒的內孢子/休眠卵);然而如果不幸被香料採集車吸起過濾,那就成了世人爭奪的珍貴香料了。

考量到許多地球上的微生物內孢子本身就帶有毒性,因此香料如果實際上是微生物的內孢子/休眠卵,其毒性屬於神經毒,劑量適當時得以大幅擴展感官能力與腦部運作,劑量不對或是當沙蟲遇水死亡後共生微生物一同破裂放出的體液則具有強烈毒性,也是合情合理。

以上關於香料來源的推想,還請尊敬的弗瑞曼人能夠給予指教。

地球上微生物的內孢子生成示意圖,大膽猜想所謂的香料,或許就是與沙鱒共生時的微生物在厭氧異營狀態時產生的內孢子。圖/wikimedia
關於香料的解釋影片。

最後,我想與弗瑞曼族人們分享,地球上的動物們與沙蟲間的相似之處。

沙蟲令人敬畏的滿嘴尖牙,有些人可能以為類似地球的八目鰻牙齒分佈,但仔細看其實跟地球的鬚鯨嘴裡的鯨鬚板更有異曲同工之妙,合理推想也都扮演了濾食的角色——一如地球的鬚鯨在海中用鯨鬚過濾磷蝦和小魚,厄拉克斯星球的沙蟲在沙漠中用尖牙過濾砂礫間能夠與其共生的自營微生物、不時還有剛從地底噴出的沙鱒團、偶爾可能也順便摧毀吵鬧的香料採集車。

還有,沙蟲攻擊地表入侵事物時,從地下竄出讓沙漠表面液化沸騰的景象,也相當類似座頭鯨捕食時困住魚群的氣泡網。

這樣的雷同之處,在地球的演化生物學稱作趨同演化,如果我們相信距離地球大半宇宙的沙蟲也遵循達爾文的演化論的話。

地球上的座頭鯨使用氣泡網捕食魚群。
看看沙蟲冒出表面吞食人事物的景象,不覺得跟地球上的座頭鯨用氣泡網捕食很像嗎?

還有,從沙蟲張大的嘴巴深處,我看見沙蟲的咽喉也分成三裂,和地球上具備三顎的蛭類頗為神似。沙蟲在沙漠中能夠躍出表面,那樣的移動方式也真的有點神似蛭類在水中的波浪狀游動行為,更別提沙蟲同樣能夠抬起身軀俯仰自如,很可能也擁有蛭類一樣的肌肉水骨骼系統。

乾燥的厄拉克斯星球上很可能沒有蛭類,我只能請您參考下方的影片理解蛭類的模樣與游動方式,哪一天如果有幸能夠邀請您與族人們到地球拜訪,相信您看到蛭類的實體時也會有似曾相識之感吧。

地球上的蛭類,這隻吸血蛭類的波浪狀游動和咽部三裂的模樣與沙蟲不謀而合。

最後,沙蟲能夠在無垠沙漠中聽到/感受到遠方來的規律震動,也是一件似曾相識又奧妙的本領。

在地球上能夠感受基質震動的動物很多,許多水生的動物都能夠感應水波震動進而找到來源,最有名的正是吸血蛭類,它們能夠藉由感受水波找到震動的來源,於是長距離游向入水或落水的宿主以吸取血液;水中伏擊的紅娘華也能夠感應落水昆蟲的掙扎震動,從水底往水面攫住獵物飽餐一頓。

在水中如此,在鬆軟乾燥的沙漠中卻是另當別論了。

乾燥的沙漠只要受力,沙子間就會崩解散落,連帶消去了能夠傳遞出去的震動動能,這就像是裝著乾沙的沙袋受到擊打,沙團就會散開變形於是消去動能、壓力和震動一樣。

因此,在地球上沙漠中潛沙伏擊的動物,無論是蜘蛛或沙蟒,大多都是依靠視覺或者觸覺、或者如絆腳索的絲線上傳來的震動,以得知獵物的到來與方位。只有少數的地底動物如非洲蝟目的金鼴,大概比較真有本事偵測從附近沙上傳來的細小震動。

根據地球這邊的研究得知,金鼴的聽骨不成比例的特大、而且也有精細巧妙的放大結構,也因此能夠偵測沙子上傳來的細小震動。而龐大的沙蟲又有什麼樣的精巧構造,讓祂得以在幾公里外偵測到人類規律走動的腳步呢?

這樣的謎團實在令人費疑猜啊。或許也只能期待哪一天,勇敢的弗瑞曼族人們從沙蟲神聖的大體和更仔細的觀察中略知一二了。

金鼴的可愛模樣。 圖/wikimedia
金鼴小小的體型,卻有不成比例的特大聽骨,可能就是演化出來偵測沙上的微小動靜。 圖/https://acousticstoday.org/wp-content/uploads/2020/06/The-Adapted-Ears-of-Big-Cats-and-Golden-Moles-Exotic-Outcomes-of-the-Evolutionary-Radiation-of-Mammals-Edward-J.-Walsh.pdf
金鼴潛沙並且偵測沙上小昆蟲的震動,與沙蟲有異曲同工之能。

尊敬的弗瑞曼族人們,衷心感謝您閱讀至此,期待有一天能夠收到來自厄拉克斯星球的回訊,更盼望有那麼一天,地球的沙蟲愛好者如我能夠與您並肩,看見族人幽藍雙眼看見的世界,穿上寶貴的蒸餾服,一同感受沙漠的不可侵犯,讓心跳隨著沙槌震動,同時體會沙蟲自遠方洶湧而來的神性震撼。

祝弗瑞曼族人們健康平安。

來自地球的沙蟲愛好者敬上

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怎麼證明澳洲人吃剩的蛋殼,來自 5 萬年史前巨鳥?
寒波_96
・2022/09/14 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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古代人對生態環境的影響,不容易回答。人類抵達澳洲的年代早於 5 萬年,在此之後,澳洲有一批大型動物滅團,但是與人類的關係多少,專家們各有主張。有時候,甚至連人類是否接觸過某種動物都無法肯定。

一項 2022 年發表的研究,證實一款滅絕的史前大鳥確實與人類發生關係,而且材料相當特別:蛋殼中的古代蛋白質。[參考資料 1, 2, 3]

澳洲南部 5 萬年前的牛頓巨鳥與古巨蜥(Megalania)想像圖,兩者皆已滅絕。圖/Peter Trusler

澳洲 5 萬年前鳥蛋殼,是塚雉還是巨鳥?

用於分析的材料是澳洲南部出土的一批蛋殼,有被煮食的痕跡;它們距今大概 5 萬年左右,可以推測是古代人的食物。蛋殼來自哪種鳥呢?

活跳跳的鳥類可以根據外貌識別,去世後只剩骨頭的鳥類,也能靠著型態差異分辨。而鳥類產下的蛋,不同鳥蛋的外觀有別,厚度等特徵也有所不同,有時候光是憑藉蛋殼,便能判斷物種。

有專家主張這批古代人吃剩的蛋殼來自牛頓巨鳥(Genyornis newtoni),這是一款不會飛的大鳥,身高超過 2 公尺,體重 220 到 240 公斤,一顆蛋有 1.5 公斤重。

牛頓巨鳥在人類抵達澳洲後就消失了,但是沒什麼人類獵捕的骨頭證據。倘若蛋殼真的產自巨鳥,可以推論這款鳥類的消失與人有關。然而,也有專家認為這批蛋殼來自塚雉(megapode)。塚雉體型比牛頓巨鳥小很多,只有 5 到 7 公斤重。

澳洲南部尋獲史前鳥蛋殼的遺址位置。圖/參考資料 1

由史前蛋殼中的蛋白質,判斷未知鳥類的演化位置

5 萬年前成為人類大餐的鳥蛋,究竟何許鳥也?這項研究搜集多種鳥類的蛋殼型態作比較,也寄希望於遺傳學。蛋殼的成分主要由碳酸鈣等礦物質構成,不過其中也有少量 DNA、蛋白質;可惜出土蛋殼中無法取得足夠的古代 DNA。

生物去世後,遺傳物質開始崩解,蛋白質的結構比 DNA 更穩固,生還機率更高。好消息是,蛋殼中仍保有一些蛋白質片段,而且足以判斷親戚關係。

組成蛋白質的氨基酸序列取決於 DNA 編碼,只要知道基因的 DNA 序列,便能得知蛋白質的序列。定序 DNA 比蛋白質容易太多,絕大部分時候假如不知道 DNA 序列,便不會知道蛋白質。

但是聰明的讀者馬上會想到,我們知道牛頓巨鳥的基因組嗎?假如不知道,即使獲得蛋殼中的蛋白質片段,又該如何比對呢?

儘管缺乏牛頓巨鳥的基因組,好消息是,隨著基因體學發達,已經有大量鳥類物種的定序資訊,像是 Bird 10000 Genomes(B10K)計畫。所以可以根據各種鳥類的蛋白質序列差異,畫出演化樹,再將蛋殼中取得的蛋白質置於其中一起比較,便能判斷未知鳥類的分類位置。

加入蛋殼鳥後,各種鳥類以蛋白質差異建構的演化樹。鴕鳥(Struthio camelus)、鴯鶓(Dromaius novaehollandiae)屬於古顎類(Palaeognathae),和蛋殼鳥分屬不同群。蛋殼鳥(undetermined ootaxon)被歸類為雞雁小綱(Galloanseres)旗下,很早分家的分枝;塚雉(Alectura lathami)屬於雞形目(Galliformes),演化位置和蛋殼鳥差異不少。圖/參考資料 1

大鳥家族史:牛頓巨鳥、鴕鳥、恐鳥為各自獨立巨大化

依照可供分析的氨基酸變異,蛋殼鳥被歸類到雞雁小綱(Galloanseres)中很早分家的演化位置;而塚雉屬於雞形目(Galliformes,旗下有雞、火雞、珠雞、孔雀等一大堆鳥類),分家的時間要更晚得多。

藉由蛋殼殘存的遺傳訊息,無法判斷它是誰的最近親,不過肯定絕對不會是塚雉及其近親。因此論文判斷,蛋殼應該為牛頓巨鳥的蛋蛋。

倘若真的是牛頓巨鳥,或者說是 Genyornis 屬旗下的鳥類,這項分析也有助於釐清它的分類位置。說起不會飛的大鳥,大家都會想到鴕鳥、澳洲的鴯鶓(emu),還有紐西蘭已經滅團的恐鳥(moa);它們全部都屬於古顎類(Palaeognathae),和牛頓巨鳥所屬的雞雁小綱是平行關系。

澳洲的牛頓巨鳥及其近親們,目前被歸類為 Dromornithidae,屬於雞雁小綱旗下已經滅團的一支。所以大鳥與大鳥之間其實不是太近的親戚,是各自獨立巨大化的。

人類與 Genyornis 屬鳥類的體型比較。圖/prehistoric wildlife

竊蛋人對巨鳥滅團有責任

不少恐龍愛好者聽過,當年出土竊蛋龍與恐龍蛋化石時,還以為它們是盜獵其他恐龍的蛋,所以取名為竊蛋龍。後來才發現是誤會,它們懷抱的其實自己的蛋,可惜汙名已定,無法改名。人類盜獵大鳥的蛋無庸置疑,同理可稱之為「竊蛋人」。

鳥類靠生蛋繁衍後代,對其他動物而言卻是營養豐富的食物,人類只要有機會當然也不會放過。史前人類除了吃鳥蛋,也會將蛋殼加工製成工具與裝飾品;鴕鳥蛋殼的大量利用,甚至還能用來探討長達數萬年的非洲文化演化。

這回新研究以新奇的分析手法證實,5 萬年前的澳洲人會採集牛頓巨鳥的巨蛋來吃。由此推測,這款澳洲大鳥的滅絕,竊蛋人多半脫不了關係。

最後值得一提,由古早樣本取得非特定古代蛋白質(例如膠原蛋白、AMELY 以外的其他蛋白質)的分析辦法,繼古代 DNA 之後也成為古生物學、古人類學的新利器。澳洲的巨鳥蛋殼以外,雲南的步氏巨猿、西班牙的前人、青藏高原東側,甘肅的夏河丹尼索瓦人等材料,其中殘存的蛋白質片段都帶來寶貴的演化線索。

延伸閱讀

參考資料

  1. Demarchi, B., Stiller, J., Grealy, A., Mackie, M., Deng, Y., Gilbert, T., … & Miller, G. (2022). Ancient proteins resolve controversy over the identity of Genyornis eggshell. Proceedings of the National Academy of Sciences, e2109326119.
  2. The first Australians ate giant eggs of huge flightless birds, ancient proteins confirm
  3. Egg-eating humans helped drive Australia’s ‘thunder bird’ to extinction

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
174 篇文章 ・ 665 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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看完電影「失落謎城」,我們來談談「水蛭」吧?
YTLai_96
・2022/07/02 ・3275字 ・閱讀時間約 6 分鐘

話說,珊卓布拉克和查寧坦圖主演的失落謎城(The Lost City)近日在二輪片戲院上映了,電影本身頗具娛樂效果也讓我相當享受,但裡頭出乎意料的居然出現了水蛭吸血的橋段。

本著龜毛水蛭宅的認真心態,我當然仔仔細細地檢視了這個橋段,除了確定查寧坦圖沒有露出半根不該露出的東西(例如毛髮,請別想歪),也確定這個橋段裡面的水蛭有好些不盡正確的特徵,在此想要跟各位讀者分享,希望哪一天有人要在電影裡面用上水蛭的時候,特效或模型可以做得更精準一點。

這是Youtube上可以找到最完整的水蛭和屁股的畫面了,各位讀者請享用

先講優點,電影裡的水蛭模型做的還算有模有樣,體表的質感雖然乾皺了點但還算可以接受,值得一提的是水蛭正吸血時口吸盤會有的「垂直壓向皮膚」的姿態也做出來了。光是這一點,就值得為模型組的工作人員拍拍手。

這是一隻正在吸血的菲擬醫蛭,左邊是牠的頭部,請注意吸血中的頭部那個「垂直壓向皮膚」的姿態。 圖/作者提供

好話說完了,接下來要開始挑剔了。

水蛭的附著和去除方式不正確,攻擊位置不盡合理

首先,吸血的水蛭不算是長時間游泳的高手,而且很依賴水波震動來找尋下水移動的倒楣宿主,所以通常是棲息在靜止或頂多是緩流的水域,電影裡面那樣不算開闊又有明顯水流的小溪是不太可能遇到吸血水蛭的。不過這一點相對不那麼有問題,我們就假設兩位主角涉水的溪流曾經經過一段緩流的溼地,只是畫面沒有拍到好了。

比較明顯的問題是水蛭吸血時的特徵行為和應對方式。

根據幕後花絮的說法,劇組是用膠水把水蛭黏在查寧坦圖的下背跟屁股上,也因此珊卓布拉克將水蛭拔掉的時候就像撕掉膠布一樣,甚至還可以看到膠水在水蛭跟皮膚之間拉開的黏絲

但可惜的是,水蛭是靠著口尾兩個吸盤附著的,其他部位的體表毫無黏附的能力,所以要是你我被水蛭咬上吸血,從皮膚上把水蛭拔下來的時候,切記得要用指甲貼住皮膚把水蛭的兩個吸盤推掉,這才是最快也最安全的方法。至於為什麼這個方法最好,其他坊間流傳的火燒灑鹽法又有什麼不好,還請讀者參考先前的拙文「被水蛭咬了怎麼辦」,就不在這裡再多費唇舌了。

失落謎城的幕後花絮:水蛭篇

再說,水蛭身體本來就佈滿黏液,吸血的時候絕對是又黏又滑根本抓不住,要把吸血中的水蛭從皮膚上取下來,絕對不可能像珊卓布拉克那樣輕鬆,用手指直接捏住水蛭身體如撕膠布一樣的把水蛭拿下來,這樣做只會一直把水蛭身體捏扁,把牠吸到肚子裡的血液混著體內共生菌又擠回傷口裡面增加感染風險而已,各位讀者千萬不要學啊。

另一個問題是水蛭咬上身體的部位。一般而言,水蛭游到在水裡走動的宿主身上,基本上是找尋皮膚裸露處吸血,不太會鑽進衣服覆蓋的身體部位,尤其是那麼大隻的水蛭更是如此。

所以,既然水蛭沒有那麼會鑽,吸到查寧坦圖的上衣下擺跟褲頭之間還有可能,畢竟他的上衣看起來沒有紮進褲頭可能會在水中擺動,讓上身的水蛭有機可乘;但吸到包在褲子裡面的屁股就不太合理了,大概只是為了讓觀眾大飽眼福而已。

話說回來,查寧坦圖的台詞倒是說得沒錯,像珊卓布拉克在戲裡那樣的連身緊身衣,基本上對吸血水蛭而言就是絕佳防護,所以她的身上沒有水蛭也是合情合理。

珊卓布拉克的連身緊身衣,除了胸口那一大塊裸露區域,在水中可稱得上水蛭的絕佳防護裝。 圖/yahoo!sports

衣物包緊緊,水蛭不上身:美軍的水蛭避忌實驗在台灣

各位讀者想必有所不知,二戰時期歐美軍方在太平洋戰場體驗到吸血蛭類的擾人之後,蛭類避忌藥劑與效果研究才開始蓬勃的發展。由於水棲與陸棲吸血蛭類在東亞、東南亞與南亞地區種類繁多又常見,吸血蛭類的避忌研究也因此多以亞洲的種類為實驗物種。

例如越戰時期,美國軍方曾苦於前線官兵在越南叢林受到蛭類侵擾,便與 1955 年於台北重新設立的美國海軍第二醫學研究所(US Naval Medical Research Unit No. 2, NAMRU-2)以及瘧疾研究所合作,在屏東潮州進行一系列蛭類毒殺與避忌的實驗。

同樣是吸血蛭類,水棲種類與陸棲種類的擾人程度其實有相當的差異。吸血的水蛭生活在水中,只要不涉水就不會造成任何困擾;而且一般而言吸血水蛭的體型較大,不容易鑽過衣物間的縫隙,更不可能穿過疏鬆的衣物纖維直達皮膚。

因此,要防止吸血水蛭上身其實很簡單,只要士兵不要下水、萬一不得已下水時務必穿著衣褲襪子並且紮好紮滿,尤其是褲管必定要紮入襪子裡,確保沒入水中的身體都被衣物緊密覆蓋,吸血水蛭也就只能黏附在衣物上遊走,幾乎無法接觸皮膚吸食血液。這樣一來,就算長褲襪子沒有施用任何避忌藥物,也已經足以防止吸血水蛭的攻擊,而且避忌效果就和驅蟲劑處理過的長褲一樣好。也因此,針對吸血水蛭的避忌研究就相對少了許多。

在雨鞋上不得其門而入的日本醫蛭,牠們只會在水面下頂多高出水面一點的範圍試探,不會像吸血螞蟥那樣四處遊走找尋縫隙。 圖/作者提供

話雖如此,美軍還是針對吸血水蛭測試了好些避忌配方,經過一番試驗,藉著混合綿羊油、礦物脂和矽氧樹脂這些成份,終於把塗抹皮膚用的驅蟲藥劑從入水後五分鐘就會失效,延長到避忌效果可達 70 分鐘左右或更久。也有研究發現有 15 種單方與複方組合,能夠在超過 200 次入水洗手後依然保持避忌效果。

不過,這些以塗抹皮膚的避忌藥物在戰場上頂多只能做為輔助配備,以軍方的角度而言,如果能在制服上施加藥物,讓避忌各種昆蟲與蛭類的效果如同軍事裝備將戰士「武裝」起來並提供持久效果,當然更是理想。

因此,為了戰場所需,當時的諸多研究便著眼於以浸泡的方式讓衣物吸附各種避忌藥劑並評估持久程度,尤其在陸棲吸血蛭類的避忌研究中更是蔚為主流。

畢竟,俗稱螞蟥的陸生吸血蛭類跟吸血水蛭的擾人程度可不是同一個等級的,這些飢腸轆轆又敏捷的小傢伙沾上身體以後,即使是附著在衣物鞋襪上也會四處遊走,無所不用其極地找到衣褲鞋襪的交界、甚至是布料纖維間的縫隙,然後死命擠過去以抵達皮膚大快朵頤。

所以,美軍測試了許多配方,就是為了找到讓吸血螞蟥厭惡至極而拒絕靠近的辦法,但到底找到了什麼配方並不是這篇文章的重點,我們還是回來討論電影裡的水蛭吧。

拔掉那麼大的水蛭,傷口沒有持續流血幾小時是不可能的

最後,關於傷口沒有流血這件事,實在是非提不可的大問題。自古以來,吸血水蛭的抗凝血能力就舉世皆知,甚至因此被拿來當成放血治療的醫療工具,在十九世紀末歐洲的吸血水蛭還因為採集過度搞到瀕臨絕種。像電影裡面那麼大的吸血水蛭,咬出來的傷口絕對不小,拔掉以後應該會一直流血,就算是剛吸血十幾分鐘的傷口大概也要流個半小時的血,如果已經吸血超過半小時,傷口沒流血個幾小時都是上天保佑。所以,珊卓布拉克拿掉水蛭以後那些傷口應該會持續不斷的滲血出來,查寧坦圖的下背和屁股應該會漸漸染血成片,才不可能毫不狼狽地繼續帥氣行動呢。

是的,遠比電影裡還小的水蛭,吸血以後就會變成這種景象,千萬不要小看自然界最強的抗凝血能力啊。圖/作者提供

哪裡有蛭,哪裡就有我的事。今天挑剔「失落謎城」電影裡的水蛭橋段就到這裡,下次再看到電影裡面出現水蛭的時候,就是我們再會的時候啦。

YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著