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天竺鼠 – 馴化前天才, 馴化後傻瓜?

milkdoggy
・2012/07/06 ・2345字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

天竺鼠 (Cavia porcellus) 現在是很多人的寵物首選,相對於貓狗等中大型哺乳類而言,天竺鼠的飼養門檻低,因為不需要大型空間,例年的醫療檢查費用支出較低,以及不用擔心攻擊性對幼兒的影響,牠們天真可愛的外表加上辨識度極高的鳴叫聲,也往往讓飼主覺得”自己有強烈被需要”的被依賴感而疼惜有加 (有養過天竺鼠的都應該知道你每次開門牠們都尖叫要你餵食物的感覺)。

家養天竺鼠

天竺鼠的馴化可追溯到約4500年前,最早由南美土著部落開始將野生天竺鼠圈養,一般認為這種圈養用作兩個用途,一是作為穩定的肉類蛋白質來源,二是做為宗教用途;祕魯在考古學上曾挖出天竺鼠的雕像,表示天竺鼠可能曾用來作為祭祀用品。原本在土著部落間作為實用功能性質而馴養的天竺鼠,在16世紀歐洲的殖民主義下,也正式轉換方向;葡萄牙與西班牙夾著海上強權之勢席捲整個南美洲,除將原本壯大的原住民文明消滅以外,也將其部分文化帶往西方世界,天竺鼠便是其一。這種原本作為肉食來源或巫醫用途的動物進入歐洲上層社會,漸漸變為貴族間的寵物,這樣的潮流也迫使人擇將天竺鼠的馴化推向另一個方向:毛色、毛型及體型的多樣性

家養天竺鼠經過長年的人擇, 毛色與毛型皆有相當多變化. 前者為最常見的英國短毛系三色天竺鼠, 後者為單色系捲毛天竺鼠.

在科學研究上,天竺鼠也常被拿來做為實驗動物,但目的多為生理學上的實驗,少有行為上的檢驗,由於野生動物在經過漫長的人為馴化後,都會和野生祖先有相當大的不同,(如狗和狼)。基本上,動物經過馴化後一定都會和祖先型 (或祖先種) 不同,原因在於人為飼養一定會釋放原本天擇所施加的壓力,具體來說,穩定的食物,安全的庇護所,集體圈養所施加的社交壓力,近親交配下的遺傳漂變 (genetic drift),可以說是不朝另一個方向演化也難。

現存野外天竺鼠之一, 巴西天竺鼠 (Cavia aperea)

介紹完歷史之後,本文想分享的是,現在我們養的天竺鼠,和野外的天竺鼠,到底發生了甚麼樣的改變?首先要知道的一個事實就是,目前市面上流通的寵物天竺鼠,和野外的天竺鼠是不同的種 (species),有人將野外的巴西天竺鼠 (Cavia aperea) 拿來和寵物天竺鼠 (Cavia porcellus) 交配,的確可以產生後代,但在後代中卻發現有多數的雌性是不孕的,這表示這兩個種雖然生殖前 (pre-copulatory isolation) 隔離不大,但生殖後隔離 (post copulation isolation) 卻是存在的。那麼,在生殖之外,到底還有怎樣的差異存在於馴化與未馴化間? 2010年以Dr. Lewejohann為首所做的研究便以此為主題,想探討野外的天竺鼠和寵物天竺鼠,到底誰比較笨,誰比較聰明? 一般來說,野外天竺鼠得時時面臨天敵的捕捉,以及食物的尋找,照理說空間記憶與分析能力應該優於寵物天竺鼠,實際上又如何呢?

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圖1. 各天竺鼠游泳速度.

這篇研究用了一種傳統的實驗工具,稱為莫里斯水迷宮 (Morris Water Maze),是在一座小型圓泳池中,灌入一定水量,並在水中設立平台,該平台必須低於水面,但是動物在找到該平台並站立後,又可使頭部穩定高於水面以利呼吸,而測量一個動物空間記憶與分析能力的方法,就看這個物種平均花多少時間找到這個平台。

圖2. 各天竺鼠到達平台所費時間與距離

這實驗總共找了15隻公寵物天竺鼠(domestic male, DM),13隻寵物母天竺鼠(domestic female, DF),13隻公野外天竺鼠(wild male, WM)及13隻母野外天竺鼠(wild female, WF)。細節實驗方法我這邊不多說,直接講結果,在游泳速度上(見圖1),很妙的是母天竺鼠無論是寵物或是野外,都游得比公的要快,但游泳速度是否正相關於空間能力?事實上不見得,在圖2中,為各種天竺鼠在找到水中平台所花的距離與時間,可以發現無論是野外或是寵物,公天竺鼠平均都花費較少時間和游動距離來抵達平台,母天竺鼠這方面就較為遜色;令人驚訝的是,在水迷宮這項測試中,寵物天竺鼠的能力竟優於野外天竺鼠,這與直覺似乎有些違背 (至少出乎我意料);這篇研究也額外做了一項測試來檢驗天竺鼠的記憶能力,也就是將圓形泳池以圓心化為四等分扇形面積,並將平台拿掉,看看這些天竺鼠花多少時間在之前放平台的那個扇形面積逗留,逗留時間越長的,也表示他記憶能力越好(天竺鼠: 靠邀 平台咧!? 之前不是在這!?),結果如圖3,野外天竺鼠逗留的時間都較寵物天竺鼠少,我認為這項結果可以有兩個解釋: 1. 寵物天竺鼠空間記憶能力優於野外天竺鼠 (因停留時間較久)。2. 野外天竺鼠面對環境變異有較佳的適應能力 (沒平台還在那邊發傻?)。其實好像兩個都通,但是這項實驗的確也指出了馴化後寵物會變比較笨的經驗導向推論在天竺鼠上並不適用。

圖3. 各天竺鼠在前次平台擺放位置逗留時間

在解剖學上,寵物天竺鼠的腦體積是比野外天竺鼠小的,但是腦體積變小是否就暗示了該動物不再聰明? 我想這項研究至少指出了天竺鼠並沒有這樣的傾向,因為以上的實驗結果顯示,馴化後的天竺鼠在空間能力分析上,絲毫不遜色於野外種;牠們的小小腦袋雖然縮小了,但也不礙於牠們的空間分析能力。但這的確也引起了另一個問題:既然腦體積比縮小了,究竟牠們喪失了甚麼? 從以上的實驗來看,如果非關運動能力,是否就是面對環境改變時,影響個體作出抉擇的能力? 這一點是耐人尋味的。不管如何,起碼這篇研究提供了一個天竺鼠在馴化與非馴化差異上的小小結論,而家裡有養天竺鼠的版友,不妨在浴缸裡也放一缸溫水,陪你的小幾內亞豬一起游泳吧。

 

 

 

 

參考文獻:

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Lars L., T. Pickel, N. Sachser and S. Kaiser. 2010. Wild genius – domestic fool? Spatial learning abilities of wild and domestic guinea pigs. Front. Zool. 7:9

Price E. O. 1999. Behavioral development in animals undergoing domestication. Appl. Anim. Behav. Sci. , 65(3):245-271.

Weir, B. J. 1974. Notes on the Origin of the Domestic Guinea-Pig, in Rowlands, I. W.; Weir, Barbara J., The Biology of Hystricomorph Rodents, Academic Press, pp. 437–446, ISBN 01261333344.

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milkdoggy
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以科學、哲學與電玩為精神食糧,曾任學術期刊《Taiwania》、科普雜誌《BBC知識》編輯,現任天下文化科學叢書編輯。

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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

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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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貓咪真的不愛你嗎?讀懂高冷主子的傲嬌告白
F 編_96
・2024/12/28 ・2729字 ・閱讀時間約 5 分鐘

F 編按:本文編譯自 Live Science

身為貓奴應該都思考過這個問題:「我家貓到底愛不愛我?」(尤其是你怎麼叫牠都不理你的時候)

比起狗狗總是搖尾示好、恨不得時時刻刻陪伴主人,貓咪反而顯得疏離。這些獨立、冷淡的態度,是否代表牠們根本「不愛人類」?還是只是與我們表達情感的方式不同?現有的研究並未能給出單一「是」或「否」的答案,但科學界逐漸認為:貓的性格並非冷漠,而是有著自己獨特又多變的互動模式。

為何貓比狗看起來更不「熱情」?

談到「人與動物的愛」,第一個被拿來對照的對象往往就是狗。狗傾向於把人視為社群領袖或保護者,牠們會展現出明顯的依附行為,例如跟隨、舔舐、撒嬌等。這背後牽涉到狗的馴化史,科學家普遍認為,狗至少在 2.3 萬年前(亦有其他研究推至 3 萬年以上)就已開始與人類共同生活。人類在漫長世代裡,選擇性繁殖更順從、更依賴的犬隻,讓牠們不斷強化對主人的服從與感情表達。

相較之下,貓的馴化歷史要晚得多。大約在 1 萬年前,農耕社會出現,儲藏穀物吸引老鼠,貓因捕鼠能力而漸與人共生。牠們「半自願」式的走近人類聚落,並未經過大規模的繁殖選擇,以致貓咪的野性特質與獨立性一直保存到今天。

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由此可見,狗對人的依附,是經過長時間精心培育的結果,而貓雖然與人類同住,也享受人類提供的食物與安全環境,但牠們在某種程度上仍維持了更高的自主意識與獨立特質。

貓咪與狗狗的馴化過程不同,這也導致兩者在與人類互動上的不同。圖/envato

如何判斷貓咪是愛或不愛?

每個人對於「愛」的表現,判斷上還是很主觀的。因此有些研究嘗試用「科學指標」來測試貓對人的情感,如觀察荷爾蒙水平、或偵測貓在不同情境下的行為模式。

催產素俗稱「愛的荷爾蒙」,常在親密互動或撫摸時分泌。根據 2015 年的一項實驗(收錄於 BBC節目「Cats v Dogs」):在貓與狗都受到撫摸後,狗的催產素水平平均提升約 57.2%,但貓僅提升12%。這被部分人解讀為「貓對我們沒有那麼有愛」,但也要注意,這只是「平均值」,樣本量也僅 10 隻狗與貓,並不代表所有貓都只有「12%」的情感。此外,催產素本身也容易受其他因素干擾,例如環境壓力、個體差異等。

另外在 2021 年,英國林肯大學的研究團隊針對 3,994 位貓主做問卷調查,藉由「開放式關係、疏離關係、一般交情、相依關係、友誼」等五大類型,歸納出貓與主人的情感連結。結果顯示,約有一半的貓跟主人間呈現較緊密的情感投射,另一半則較疏離。由此可知,貓與人之間的情感並非「一面倒」的冷漠,也不見得如狗那樣強烈依附;而是要看飼主的參與度、貓的個性以及如何尊重牠們的獨立空間。

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有一項早期(2008年)的一項研究則觀察到,當貓遇到自己熟悉的人類時,血壓和心率會出現上升,顯示牠們對人產生情緒波動,可能是期待食物或獎勵,也可能是情緒上的激動。這說明貓對特定人確實有「在意」的表徵,只是表達方式或目的不一定和狗相同。

你越近,貓越逃?貓咪喜歡怎麼樣的互動?

要怎麼做才能獲得貓咪的抱抱?圖/envato

貓咪多半不喜歡被強迫互動,若人類持續不斷地撫摸、抱起貓而不顧牠們的意願,往往得到的反應是掙扎、攻擊或逃走。對貓來說,「選擇權」至關重要。若牠們能自在地決定互動距離、持續時間,以及撫摸的部位,牠們更可能接受、甚至主動親近主人。

2021 年的研究指出,若飼主能理解貓在肢體語言上的細微表達,例如耳朵朝後、尾巴抖動、身體僵硬或發出低鳴,代表牠們已有不適或抗拒;這時「收手」是上策。相反地,那些忽視貓表示不要的信號,堅持要撫摸或抱住貓的人,更容易被貓認定為「壓迫者」,長期下來貓會選擇逃避或變得易怒。

與狗一樣,每隻貓的個性也不盡相同。有些貓喜歡頻繁親密互動,也有貓更向往安靜獨處;基因、社交化過程、早期經驗都可能影響牠們長大後對人的友善度。此外,若飼主從貓幼齡期就常常輕柔地接觸牠們,並在牠們想脫離時尊重牠們,長大後通常會更願意與人類培養信任感。

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如何與貓建立更深的情感連結?

既然科學研究顯示貓的「情感投放」需要更精細的方式,那麼身為飼主或愛貓人士,該如何做才能拉近與主子的距離呢?

  1. 給予空間與選擇
    • 不要隨意抱起或撫摸正在休息、清潔毛髮、或顯露抗拒姿勢的貓。讓貓可以自由進出房間、躲進安全的角落,也能確保牠們在緊張或害怕時有地方可退。
  2. 正向回饋與獎勵
    • 若貓主動靠近、蹭你或發出呼嚕聲,這是牠願意互動的信號,可在牠舒服的情況下溫柔撫摸。可以搭配口頭稱讚或小零食,使貓把你聯想到「好事」。
    • 但記住,貓咪不喜歡被「過度餵食」,適度才是關鍵,否則容易讓牠們失去對零食的興趣或導致肥胖。
  3. 學習貓的身體語言
    • 觀察耳朵、尾巴與瞳孔的變化,若耳朵緊貼腦後、尾巴劇烈擺動或瞳孔放大並伴隨低鳴,表示貓正處於緊張或警戒狀態。此時停止撫摸、後退,給牠時間冷靜。
    • 如果貓慢慢走近你,尾巴微翹、耳朵稍微前傾,代表牠感到放鬆,可能願意互動。
  4. 尊重貓的作息特質
    • 貓是夜行性動物,白天或許大部分時間都在睡覺或懶洋洋地活動;若你在白天想和貓「猛玩」,牠可能沒有興趣。選在牠清醒或精神較好的時段進行互動或遊戲,更能提升彼此感受。

貓與人的緣分,在於理解與尊重

貓咪歷經數千年從田間捕鼠者,逐漸成為受全球喜愛的寵物,卻依然保留高度獨立、選擇權至上的「個人主義」風範。許多科學研究指出,貓雖沒有狗般明顯的熱情與依賴,但仍能與人產生深厚羈絆──關鍵就在於飼主是否願意花時間、心力,並遵循「了解貓貓、尊重貓貓」的原則與牠們相處。從理解貓的生活形態、情緒信號,到給予牠們適度的獨處與自由,若能做到這些,或許某天牠就會主動跳到你的腿上呼嚕,用專屬的方式告訴你:「莎朗嘿(사랑해)~

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F 編_96
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一個不小心闖入霍格華茲(科普)的麻瓜(文組).原泛科學編輯.現任家庭小精靈,至今仍潛伏在魔法世界中💃

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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。