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端午節戰南北當然要從裡到外!你以為包粽子的竹葉其實不全是竹葉?

臺北地方異聞工作室_96
・2020/06/24 ・2576字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 477 ・五年級

  • 文/青悠
    大學與研究所時候園藝與奇幻雙修,畢業後轉了個彎成為臺北地方異聞工作室成員,在妖怪中打滾的同時偶爾充當真人植物圖鑑。《唯妖論:臺灣神怪本事》和《尋妖誌》的共同作者。

說到端午節,必不能少的那一味,絕對非粽子莫屬。

有關端午粽,那則人人耳熟能詳的傳說是這樣說的:

當年屈原投江自盡之後,愛戴屈原的楚國百姓不忍屈原的屍體被啃食,因此用竹葉將米飯包成粽子投入水裡餵食江中魚蝦,久而久之,就演變成了端午吃粽子紀念屈原的習俗。

圖/wikipedia

然而這個傳說感人歸感人,真實性倒是有待商榷。因為追溯粽子的源頭,大致可回推到西元三百年左右,根據當時文獻《風土記》的記載,有一種叫做「糉」或「角黍」的食物,是用「菰(即筊白筍)」的葉片包裹有黏性的黍米炊煮而成,在那時是夏至及端午時節的節氣食品,可還沒有和屈原連結在一起。

也就是說,屈原與粽子之間千絲萬縷的關係,恐怕是後人附會出來的。

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豈止北蒸南煮,連包材都不同

無論如何,傳說在傳,粽子的做法也在傳,傳開了之後便開始百花齊放,也是不意外的事。在臺灣,儘管各家粽子的私房配方百百種,但依照地域區別,慣常的料理方式不同,北蒸南煮,大致上可以以此劃出基準,分出北部粽及南部粽。

  • 北部粽多先將糯米和配料一起拌炒過,再包入粽葉蒸,粽體米粒明顯,香氣濃郁;
  • 南部粽則是直接將生糯米與餡料包進粽葉裡,直接入水煮,煮出的粽體米粒較糊,口感軟糯。

北部粽與南部粽各有特色,不過吃慣其中一種的人,可能就會視另外一種為邪魔歪道。因此每年端午將近時,「哪一種粽子好吃?」這個問題總會釣出兩粽派的死忠支持者,掀起一番激烈討論。讓人不禁覺得臺灣現今端午節最大的民俗活動,其實應該是戰南北吧(誤)。

一年一度的「粽」教戰爭上線囉。圖/pxfuel

儘管內容物就足夠雙方戰翻天,不過在此仍要提出經常不被注意的另一差異:北部粽南部粽,其實就連包材也不盡相同

相信嗜食粽子的人多少都有留意到,北部粽常包在淺棕色的粽葉裡,而南部粽的粽葉通常顏色偏綠,兩種香氣有所差異,材質摸起來也不甚相同。

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這兩種粽葉來自不同的竹子嗎?答案是:沒錯。

但只不是如此,要是細細剖析下去,其中的差異可不只有「來自不同竹種」這樣而已。

從禾本科植物的葉片構造講起

由於竹子屬於禾本科,要解釋這件事,得先來解說一下禾本科植物的葉片構造。

禾本科植物葉子的主要結構包括「葉鞘」與「葉身」,葉鞘是一片薄片狀構造,由莖節上生出,捲起包覆著莖,而從葉鞘上向外延伸而出的部分:「葉身」,才是我們一般直覺是葉片的部分,是行光合作用的主要區域。

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葉鞘與葉身兩者的交界處通常還有叫做「葉舌」的膜狀構造,位置在靠著莖部的內側,可以阻擋雨水或昆蟲進入葉鞘與莖之間的空隙,避免產生病蟲害。

c禾本科的葉片主要構造包括葉鞘、葉身、葉耳、葉舌。圖片來自 特有生物研究保育中心 2016禾樂融融- 禾本科植物特展

回過頭來看看包粽用的竹葉。南部粽的包材較常使用麻竹Dendrocalamus latiflorus)葉,外觀較偏綠色,與北部粽的包材相比起來,質地較軟,表面細緻光滑得多,在一道道單子葉植物標誌的平行葉脈之中,還可以找得出比較粗的中央主脈,這些特徵在在說明了那正是葉片中「葉身」的部位。

至於北部粽,外頭那一片淡褐色帶有深色斑點的「粽葉」通常來自於桂竹Phyllostachys makinoi),質地相較之下較厚且韌,雖然同樣有一道道平行的細脈,但不管再怎麼找,都看不出特別明顯的主脈。為什麼呢?因為那其實並不是葉片,而是「竹籜(ㄊㄨㄛˋ)」——也就是桂竹筍的筍殼

一般北部粽使用的是桂竹筍筍殼,也就是竹籜(ㄊㄨㄛˋ)。圖片來自黑胡桃部落格 此為刺竹的竹籜。

所謂「竹籜」是由葉片特化而成,用來保護竹子新生枝條的構造,這些竹籜待枝條生長完全之後,一般都會乾燥脫落。竹籜的構造其實和葉片相似,大致包含著「籜鞘」、「籜舌」與「籜葉」幾個部分,分別對應一般葉片構造中的「葉鞘」、「葉舌」與「葉身」,只不過與一般葉片相比,竹籜中包覆莖部的「籜鞘」部分比較寬大,而「籜葉」則較不明顯,只是一片短小的三角形突起。

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A:籜葉,B 籜舌,C:籜鞘,D:籜耳。籜(ㄊㄨㄛˋ)。圖片來自黑胡桃部落格 此為刺竹的竹籜。

北部粽所使用的包材其實正是桂竹籜的「籜鞘」部位,若是展開完整的桂竹籜,在寬大的籜鞘末端,應該還可以找得到一排梳狀的「籜舌」,以及其上延伸而出的細長三角形「籜葉」才對。

桂竹籜寬大堅韌,是良好的天然包材,用途多多,不只能拿來當粽子等的食物包材,就連農村常見的斗笠,不少也是由桂竹籜一片片編織而成的。而桂竹葉真正的「葉身」,通常的大小也不過只有 6 至 18 公分長、1 至 2.5 公分寬而已,這樣尺寸的葉片拿來包粽,捆出來的粽子恐怕還不夠塞牙縫啊。

包材的南北差異與烹煮方式可能有關?

至於為什麼包材會有這樣的南北差異?恐怕還是要回到料理方式來談。

圖/wikipedia

南部粽以水煮方式烹調,粽體較為軟糊,因此採用表面平滑、不易沾黏的麻竹葉,在食用時才分離粽體與粽葉。而桂竹籜的質地較凹凸不平,容易與粽體黏在一塊,不過以蒸煮方式烹調的北部粽,粽體的糯米本來就粒粒分明,反而也就不怕沾黏而能夠使用桂竹籜來做包材了。

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總結來說,口味濃郁豐富的北部粽,用的是外觀淺棕色,手感較硬的桂竹籜,吃的時候能嘗到入味的糯米與餡料,滿口過癮鹹香加上米粒Q彈,實在美味無比;而口感綿密的南部粽,是用柔軟的綠色麻竹葉包覆的,食用時加上花生粉與醬料,入口能飽嚐各食材的美味和那一抹竹葉香,想到就令人口水直流啊。

真要比較起來,北部粽與南部粽其實難分孰優孰劣,兩者可說是各有各的特色與專長,消費者如我們,最終無非就是各取所需擇其所愛罷了。

——說是這麼說,兩粽派各自的擁護者恐怕想出來講幾句話了。端午節夏日炎炎,這場立體油飯與三角米糕的戰爭,看來依然會繼續下去。

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臺北地方異聞工作室_96
23 篇文章 ・ 256 位粉絲
妖怪就是文化!北地異工作室長期從事臺灣怪談、民俗、文史的考據和研究,並將之轉化成吸引人的故事和遊戲。成員來自政大與臺大奇幻社,從大學時期就開始一起玩實境遊戲和寫小說,熱愛書本、電影和實地考察。 歡迎來我們的臉書專頁追蹤我們的近況~https://www.facebook.com/TPE.Legend

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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麻雀雖小,也懂用藥!破解山麻雀的挑屋守則,原來個個都是驅蟲大師?
羅夏_96
・2021/01/06 ・3561字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

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人類最偉大的成就之一,就是找出對抗疾病的治療方式。

在很久很久以前,人類就學會使用柳樹皮達到止痛、消炎和退燒的效果,隨著醫療與化學技術的進步,人類從懂得運用天然藥物,變得了解背後的的藥用成分(柳樹皮內的水楊酸),並且更進一步,以化學方式將其合成為效用更好、副作用更小的阿斯匹靈,將天然植物轉化為人工藥物

現代人類,已經學會自己製作治療用的藥物,甚至研發疫苗。圖/Unsplash

到了近代牛痘的接種後,我們甚至可讓人體在未得天花前,就事先做好防禦,習得製作疫苗的技能。

從天然藥物到人工藥物來治療疾病,再到疫苗於疾病發生前就先預防,這些都顯示人類醫療的嫻熟發展與進步。

「學會用藥」可不是人類的專利!

事實上,學會運用大自然的資源當作藥物,並不是專屬於人類的技能,科學家早就發現有其他動物也懂得使用植物中的天然成分,並將這些植物作為藥物,像是懷孕的母象會食用紫草科(Boraginaceae)植物的葉子來幫助引產1

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近期,來自中國與澳洲的聯合研究團隊更發現,中國的山麻雀(Passer cinnamomeus)會在鳥巢中放置中亞苦蒿(Artemisia verlotorum)的葉子,並藉此預防幼鳥被寄生蟲侵擾2

中亞苦蒿是菊科中「蒿屬」家族的一員,就算你沒有聽過「中亞苦蒿」,但身為東方人,我們一定都對蒿屬的植物並不陌生。

《科勒藥用植物》中的中亞苦蒿(Artemisia verlotorum)。圖/List of Koehler Images

蒿屬中有不少植物都是常見的藥草,像是端午節人們掛在門口用於驅邪驅蟲的艾草(Artemisia argyi),其產生的精油,就具備抗菌能力3;而 2015 年獲得諾貝爾生理醫學獎的屠呦呦女士,就是從黃花蒿(Artemisia annua)中,成功提煉出有效對抗瘧疾的青蒿素。

中亞苦蒿自古就是多用途的植物,釀造苦艾酒就是最常見的用途,另外對於食慾不振、克隆氏症(Crohn’s disease)註1和 IgA 腎病變(IgA nephropathy)註2等等,都有著藥用的療效4,5,同時,中亞苦蒿內含萃取出來的的精油也被證實有抗寄生蟲的效果6、8

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一切,都從端午節開始

該團隊的主持人表示,這項研究的起源來自端午節的習俗。

端午節在傳統節日中象徵著夏天的到來,也是蚊蟲大量孳生的開始,因此端午節人們會在屋外掛上艾草或中亞苦蒿等植物來驅除蚊蟲,藉此減少得到相關疾病的機率。

在門口懸掛香草(天中五瑞:菖蒲、艾草、石榴花、蒜和龍船花)除毒驅瘟,是端午節的重要習俗。圖/Wikipedia

然而,科學家卻發現,當地的山麻雀竟然出現跟人類相似的行為:牠會在鳥巢內定期放入新鮮的中亞苦蒿葉!

觀察到這個現象的科學家們開始思考,山麻雀將中亞苦蒿葉放入鳥巢,是不是跟人類掛艾草的習俗一樣,都是為了要達到驅蟲的效果呢?為了檢驗這個猜測,有三個問題要解決。

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  1. 山麻雀是否更喜歡住在有中亞苦蒿葉的鳥巢呢?
  2. 當山麻雀住進鳥巢後,是否會自己主動添加新的中亞苦蒿葉
  3. 當鳥巢放有中亞苦蒿葉時,寄生蟲數量是否有明顯減少

山麻雀的挑屋守則:必須有葉子的裝潢!

針對第一個問題,他們在野外設置了 48 個鳥巢,一半的鳥巢放置 5 克的中亞苦蒿葉,另一半放置 5 克的竹葉,藉此觀察山麻雀比較喜歡哪一種鳥巢,對哪種鳥巢入住的意願更高。

結果顯示:面對有中亞苦蒿葉的鳥巢,山麻雀入住的比例明顯更高。

接戲來,研究團隊想了解山麻雀是否會主動添加中亞苦蒿葉到鳥巢中,於是他們用不透明但會讓葉子氣味揮發出來的塑膠袋,分為以下三種:裝入 5 克的中亞苦蒿葉、5 克竹葉,或是不裝任何東西,然後每天定期更換至鳥巢中,來觀察山麻雀是否會添加新的中葉苦蒿葉到鳥巢。

(A) 嘴裡咬著中亞苦蒿葉的山麻雀。(B) 在山麻雀的鳥巢中可以看到中亞苦蒿葉。(C) 在中國南部,當地人會將中亞苦蒿葉放在門口。圖/原始文獻

結果顯示,當研究團隊在鳥巢放入空袋和竹葉袋時,山麻雀主動添加野生中亞苦蒿葉的數量和頻率,都明顯高於每天加入中亞苦蒿葉袋的鳥巢。

也就是說,當山麻雀入住鳥巢後,會主動添加新的中亞苦蒿葉。

此外,由於研究人員是使用不透明但透氣的塑膠袋來裝葉子,山麻雀無法靠視覺來判斷中亞苦蒿葉的數量,因此這個實驗也證實,山麻雀是靠「嗅覺」來判斷鳥巢內中亞苦蒿葉的數量。

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裝上葉子,真的能夠住得安心又健康?

雖然過往的研究中,已經實從中亞苦蒿葉萃取出的精油可以驅除恙螨8,但科學家想要進一步檢驗,加入中葉苦蒿葉後,山麻雀的寄生蟲數量是不是真的有下降。

寄生山麻雀的寄生蟲主要有兩個:恙蟎(Acariform mites)和鳥類麗蠅(Protocalliphora7。因山麻雀鳥巢中出現恙螨的比例(87.9%)比鳥類麗蠅高 (12.1%),所以研究團隊把恙螨當作主要的觀察對象。

恙螨會寄生在山麻雀幼鳥的皮膚薄弱處,例如如腹股溝、翼腋,當幼鳥被寄生後,幼鳥會因此產生搔癢和疼痛,並且降低食慾、生長的速度。

高加索的中亞苦蒿。圖/Wikipedia

他們同樣比較 3 種狀況的鳥巢(每天定期放入裝有:中亞苦蒿葉的袋子/竹葉的袋子/空袋),無論鳥巢內的中亞苦蒿葉是研究人員放入的,還是山麻雀自行添加的,只要鳥巢內中亞苦蒿葉的數量越多,恙螨的數量都會明顯減少,而且幼鳥的體重也會更重。

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由此可知,在鳥巢中添加中亞苦蒿葉確實可以驅除恙螨,並讓幼鳥發育得更好。

綜合上述的三個實驗,山麻雀確實會主動將中亞苦蒿葉放入鳥巢中,而且放置的中亞苦蒿葉也確實有驅蟲效用。

這只是山麻雀的癖好,還是真的懂驅蟲?

不過研究團隊表示,目前仍不確定山麻雀到底「知不知道」將中亞苦蒿葉放在鳥巢中對幼鳥有好處,說不定,牠們只是單純喜歡中亞苦蒿葉的味道而已,畢竟我們也無法直接訪問牠們的看法。

研究團隊推測,也有可能是古老的山麻雀族群中,有一些個體本身就喜歡中亞苦蒿葉的精油氣味,並將鳥巢建立在靠近中亞苦蒿葉的地方,甚至將其放在自己的鳥巢中,而中亞苦蒿葉剛好也有驅蟲的能力,讓幼鳥發育得更好,時間久了,這些喜歡放置中亞苦蒿葉在鳥巢中的山麻雀就慢慢成為族群的主流。

不過這僅僅是其中一種推測,這項行為的來源和原理都還需要更多研究,例如,了解山麻雀的基因中是否含有對中亞苦蒿葉精油敏感的嗅覺受體。

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看完這篇研究後,我們可以知道,除了人類以外,自然界的動物可能也會使用具有藥效的天然植物,讓自己生活得更健康,或許我們很容易覺得是動物模仿人類使用天然藥物,但究竟是誰模仿誰,還不好說呢!

註釋

  1. 克隆氏症是一種發炎性腸道疾病,從口腔至肛門的任何腸胃道部分都有影響。症狀通常包含:腹痛、腹瀉(如果發炎嚴重可能會呈血性)、發燒和體重減輕。目前對於此疾病的成因尚不明,推測是環境、細菌感染、自體免疫和遺傳等多因素導致。
  2. IgA 腎病變是觀察到有一些疾病,會有過多的免疫球蛋白 IgA 沉積在腎臟,造成發炎反應、細胞增生,進一步影響腎臟的過濾功能。目前對於此疾病的成因並不完全清楚,推測可能為細菌感染誘發和遺傳因素等導致。

資料來源:

  1. Elephants Might Be Able To Self-Medicate To Induce Labor
  2. Yang, C., Ye, P., Huo, J., Møller, A. P., Liang, W., & Feeney, W. E. (2020). Sparrows use a medicinal herb to defend against parasites and increase offspring condition. Current Biology30(23), R1411-R1412.
  3. Guan, X., Ge, D., Li, S., Huang, K., Liu, J., & Li, F. (2019). Chemical composition and antimicrobial activities of Artemisia argyi Lévl. et Vant essential oils extracted by simultaneous distillation-extraction, subcritical extraction and hydrodistillation. Molecules24(3), 483.
  4. Krebs, S., Omer, T. N., & Omer, B. (2010). Wormwood (Artemisia absinthium) suppresses tumour necrosis factor alpha and accelerates healing in patients with Crohn’s disease–a controlled clinical trial. Phytomedicine17(5), 305-309.
  5. Krebs, S., Omer, B., Omer, T. N., & Fliser, D. (2010). Wormwood (Artemisia absinthium) for poorly responsive early-stage IgA nephropathy: a pilot uncontrolled trial. American journal of kidney diseases56(6), 1095-1099.
  6. Krishna, S., Bustamante, L., Haynes, R. K., & Staines, H. M. (2008). Artemisinins: their growing importance in medicine. Trends in pharmacological sciences29(10), 520-527.
  7. Merino, S., & Potti, J. (1996). Weather dependent effects of nest ectoparasites on their bird hosts. Ecography19(2), 107-113.
  8. In vitro and in vivo efficacy of extracts of Artemisia verlotorum against Psoroptes cuniculi.
羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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端午驅五毒必備,讓千年蛇精也中招的「雄黃」到底是什麼?
臺北地方異聞工作室_96
・2019/06/05 ・2416字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

  • 文/青悠
    大學與研究所時候園藝與奇幻雙修,畢業後轉了個彎成為臺北地方異聞工作室成員,在妖怪中打滾的同時偶爾充當真人植物圖鑑。《唯妖論:臺灣神怪本事》和《尋妖誌》的共同作者。
端午節。圖/flickr

端午節終於到了,對很多人來說應該又喜又憂吧?俗話有云:「未食五日節粽,破裘毋甘放」。端午過後,天氣穩定許多了,總算不用再為了隔天天氣大變,不知道該穿什麼出門而手忙腳亂。

可是,溫暖的天氣也讓許多「小生物」活躍了起來,蚊蟲變多了,蛇類也可能頻繁出沒,讓人又驚又怕。古時候於是便有「端午驅五毒」的習俗。在端午這天,要整理環境,掛上菖蒲、艾草及榕樹葉,希望能驅避居住環境附近的蠍子、毒蛇、蜈蚣、壁虎和蟾蜍,避免危害。

其中,還有一項現在的人們比較少看到的習俗活動──飲雄黃酒,也是為了驅五毒而進行的。

雄黃酒最佳功效廣告:千年蛇精現原形

雖然作者本人並沒有喝過雄黃酒,但關於雄黃酒的習俗,也是從小聽到大。據說在端午節這天,喝雄黃酒可以保佑無病無痛、百毒不侵,而不能喝酒的兒童,則可以用酒液在額頭上寫個「王」字,同樣可以達到防護的功效。此外,還有「白蛇傳」的故事,也是每年都要聽上一輪。

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白蛇傳的故事相信大部分的人都很熟悉了:白素貞與許仙在飄著濛濛細雨的西湖相遇,因白素貞開口借傘,兩人因此相識,進而相戀結為夫妻,一起過了一段幸福快樂的日子。

白蛇傳。圖/wikipedia

直到有天,許仙到寺廟參拜,遇上僧人法海。法海看出許仙身上有妖氣纏繞,斷言他必受妖怪糾纏,妻子很可能是蛇妖。而許仙被這麼一說居然也慌了,聽了法海的慫恿,在五月初五端午節那天,備了雄黃酒和妻子白素貞共飲。白素貞喝了酒,頭昏腦脹,回房間休息,一會兒許仙偷偷朝門縫一看,赫然看見一條白鱗大蟒蛇,就盤在他與白素貞的床上!許仙太過驚恐,活生生被白素貞的蛇精原形嚇死了,酒醒的白素貞,為了救夫君,毅然上崑崙山盜取能起死回生的仙草⋯⋯

這段「飲雄黃酒現原形」的情節,可說是整段故事的重要轉折。原來雄黃酒這麼厲害啊!聽到這裡,總不免停下驚嘆一會。畢竟擁有千年修行、能上崑崙山盜仙草、又跟高僧鬥得難分高下的蛇精,竟然因為小小一杯雄黃酒就不支倒地、現出原形。雄黃酒的奇效,真是不言而喻,白蛇傳的故事儼然也成為雄黃酒效果的最佳廣告了。

雄黃:古代冒險者的野外出行必備道具

不過,雄黃能驅蛇的說法,可不是白蛇傳首開先例。

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早在東晉時候,《抱朴子》內篇〈登涉〉即記載如下:「昔圓丘多大蛇,又生好藥,黃帝將登焉,廣成子教之佩雄黃,而衆蛇皆去。今帶武都雄黃,色如雞冠者五兩以上,以入山林草木,則不畏蛇。」這是說只要在深入山林時身上帶著雄黃,不僅不用害怕蛇的侵擾,各種蛇類還會自行迴避,簡直就像是裝備了抗蛇防護罩一樣。要是不幸還是被蛇咬了,也不用擔心,《抱朴子》接下來又說,只要拿出雄黃,磨成粉末,就會變成現成的特效藥,塗抹在患部,蛇咬之傷很快就會痊癒。

雄黃也是好用的除蟲劑。在端午的習俗中,也有人會將雄黃粉末或雄黃酒撒在家中或房屋四周,據信這樣害蟲就不會靠近,也能防止疾病。而古時候的醫書中,可以看到幾則奇特的病例,大意都是病患服用雄黃之後,從腹中吐出一條小蛇來──以今日的眼光來看,應該是雄黃將寄生蟲驅趕出來了吧。

除了除蟲、防蛇、解蛇毒,雄黃還被認為是能祛離邪祟的避邪之物,《荊楚歲時記》便提到,正月時配戴雄黃作成的藥丸可以趨避鬼邪。既可以趕有形的蛇,又可以趕無形的鬼,雄黃儼然驅邪避煞還能治病的萬能物品,只要有雄黃,萬事不用煩惱,也難怪到了明代,在《本草綱目》的記載中,雄黃已經變成能「殺精物惡鬼邪氣百蟲毒」的護身神物了。

雄黃。圖/wikipedia

雄黃是什麼,又從哪裡來?

看了這麼多雄黃的效果,相信大家差不多開始好奇了吧──這麼好用的雄黃,到底是什麼東西,又是從哪裡來的呢?

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既然雄黃是中藥的一種,第一時間不免會猜想那是否是某種植物。不過,它既不是樹上結的果子,也不是土裡長出來的葉子──雄黃這東西,其實是一種礦物。

雄黃的外觀看起來是橘黃色到紅色的晶體,可能呈塊狀或粒狀,但結晶漂亮的時候,看起來也像寶石一樣。雄黃莫氏硬度只有 1.5 到 2,比石膏稍軟一點,多在溫泉沉澱物或火山昇華物中發現,而究其成分,雄黃其實是一種硫砷礦物結晶,主要成分為四硫化四砷(As4S4)。

看到「砷」,想必大家都眉頭一皺──看來雄黃其實有毒!

喝了不能祛病,反而使毒上身。圖/Pexels

沒錯。由於雄黃具有毒性,大多時候,其實都只是當作外用藥使用,對於治療某些皮膚病有功效。但即使如此,大量或長期使用,仍有造成急性或慢性砷中毒的危險,使用上不可不慎;而古時,雖的確有內用驅蟲的處方,不過現今有更安全有效的方案,自然也不會使用了。

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至於雄黃防蛇的說法,則沒有什麼根據的傳言,更別提驅鬼避邪,現代都市人如我們,應該沒有理由興沖沖地準備雄黃。何況未受中醫訓練的一般人,實在不建議自行使用雄黃,一來抓不準安全劑量,二來不清楚處理方式的宜忌,很可能造成危險──舉例來說,雄黃忌高温加熱,因為雄黃加熱一定溫度氧化之後,有可能反應成「三氧化二砷(As2O3)」。這三氧化二砷何許物也?正是大名鼎鼎殺人滅口必備良藥的砒霜呀。

雖說如此,倒也不必太過驚慌,拒雄黃於千里之外。雖然雄黃的確具有毒性,但只要劑量恰當,仍然還是安全的藥物,而即使是現在,一些藥品的成分中仍含有雄黃,要是碰上了,只要謹遵中醫師醫囑,都不至於有危險。

不過端午節的雄黃酒嘛⋯⋯還是不建議飲用囉。

臺北地方異聞工作室_96
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妖怪就是文化!北地異工作室長期從事臺灣怪談、民俗、文史的考據和研究,並將之轉化成吸引人的故事和遊戲。成員來自政大與臺大奇幻社,從大學時期就開始一起玩實境遊戲和寫小說,熱愛書本、電影和實地考察。 歡迎來我們的臉書專頁追蹤我們的近況~https://www.facebook.com/TPE.Legend