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「阿姨我,不想努力了」雌鼴鼠的卵巢竟長出睪丸!

波留先生 M. Beaulieu_96
・2020/12/27 ・2494字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

在這個提倡多元性別的時代,性別不再只是男女之分,而在鼴鼠(mole)的世界裡,其實也存在這樣的性別樣貌。

近日,馬克斯.普朗克分子遺傳學研究所(Max Planck Institute for Molecular Genetics)研究團隊分析了鼴鼠的基因組,並解釋引發這種性徵的原因,研究發表於《科學》(Science)期刊。

研究團隊的研究對象為伊比利亞鼴鼠(Talpa occidentalis)。圖/GBIF.org

在殘酷世界裡賣力求生的鼴鼠

常被誤認成土撥鼠的鼴鼠(mole),除了外型相像,也具有優秀的鏟土本領,牠們所挖鑿出來的隧道系統不僅可作為棲息地,也能提升土壤的通氣性與排水性。

作者按:鼴鼠通常可以長到 4~6 英寸不等,翻土效果更勝蚯蚓好多籌!

另一方面,由於牠們主要以田野或花園裡的害蟲為食(每日食量大約等於自己的體重),無心插柳,正好為植物提供了很棒的生存環境。

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然而,集園丁才華於一身的鼴鼠,在某些人的眼裡仍不受待見。

按照牠們隨機挖坑的習性,這群失控的孩子很可能在刨土的同時殃及植物根部,進而導致植物死亡。更糟糕的是,若案發地是在田裡,萬一不小心鑽破田埂,就會讓灌溉用水流到其他地方去。

鼴鼠隨機挖坑的習性,有時可能會殃及植物根部或流失灌溉用水。圖/Pexels

鼴鼠終其一生除了挖地道築巢、躲避有心人士的追殺外,連繁衍後代也十分麻煩,一整年的時間下來,雄鼠與雌鼠大部分的時間都是獨居為主。

而且沒有 Txxder 可以滑,大夥兒如果要找到心儀的交配對象,更需要緣分的安排:)

到了準備繁殖的季節,雄鼠便會開始積極擴張疆域、出關播種,並在隧道系統中築起能安置鼴鼠寶寶的球型巢室。

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成功與雄鼠交配的雌鼠,會在春天產下 3~4 隻不等的鼴鼠寶寶,並花一個半月左右的時間照顧牠們。

雌鼴鼠的卵巢竟長出睪丸!

挖地道已經夠辛苦了,雌鼴鼠還要生孩子,一個打 4 個,這對雌性動物來說是何等煎熬啊。

「阿姨我,不想努力了!」

雌鼴鼠的心聲(X)大概真的被老天爺聽到了吧,牠們的卵巢演化出如開外掛般的好工具——卵睪丸(ovotestis)。

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顧名思義,就是長著睾丸的卵巢。

此外,雌鼠會發展出狀如陰莖的外生殖器(其實是陰蒂),且陰道口(vaginal orifice)也是繁殖季限定,生完孩子就消失了。

當然,這不代表雌鼴鼠能用器官優勢自己繁衍後代。從卵睪丸的構造來看,它還是有卵巢該有的功能,也會滋養並釋放卵子以進行受精,只是側面多了一塊睪丸組織,且該組織無法製造精子細胞。

不過,由於這個組織仍存在雷迪格細胞(Leydig cells,又稱睪丸間質細胞),因此能製作出產量足以媲美雄性的雄性激素,好讓牠們也能擁有雄性的體格優勢。

雌鼴鼠的卵巢( Ovary part)多了一塊睪丸組織(Testis part),可以製造雄性激素,讓牠們也擁有雄性體格優勢。圖/原始文獻

只是,哺乳動物的睾丸組織發育仰賴 Y 染色體上的基因,這樣才能在發育早期提高睾丸激素的產量;也就是說,若缺乏 Y 染色體,胚胎就無法產生睾丸。

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問題來了,雌鼴鼠明明就不帶 Y 染色體,為何可以長出這麼「超自然」的器官?

卵睪丸背後的秘密

為了挖掘這層真相,來自馬克斯.普朗克分子遺傳學研究所(Max Planck Institute for Molecular Genetics)的研究團隊,深入分析了這些動物的基因組。

他們假設,除了基因本身的不同,某些基因的調控區可能也發生變異,為了檢驗這個假設,研究團隊將雌性伊比利亞鼴鼠(Talpa occidentalis)進行染色體改造並繪製染色體模型,期待能從轉錄組、表觀遺傳以及染色質等相互作用數據中找答案。

結果發現,與其他哺乳動物相比,該鼴鼠體內控制雄性賀爾蒙的 CYP17A1 基因為 3 倍,且牠們的某些 DNA 片段位置也不同,如與睪丸發育有關的纖維母細胞生長因子9(Fibroblast Growth Factor 9, F9G9) 基因發生染色體內倒置(intrachromosomal inversion),這些都使得基因表達的環境發生變化。

研究團隊在鼴鼠的 DNA 片段上有所發現。圖/Pixabay

一位參與該研究的遺傳學家盧皮亞茲(Darío Lupiáñez)補充,這個發現證明了基因組的三維結構在演化上相當重要,只要重新排列,就有機會創造出跨性別的特徵,且其他器官與系統的發育不會受到影響。

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最後,為了確認這就是雌鼴鼠產生雙性性徵的原因,團隊將雄鼠、雌鼠進行基因改造,並發現雄鼠並無異樣,反倒是雌鼠所產生的睾丸素變得與雄性一樣多,且從外觀來看也變得更強壯了。

看來,老天還是眷顧著雌鼴鼠的,至少這樣的變化能讓他們在體能上,也不至於輸在起跑點。

擁有兩個性徵,怎麼了嗎?

雖說在自然界中,某些爬行動物和魚類也具有雌雄同體(Intersexua)的性徵,但這在哺乳動物中並不常見——以人類為例,目前僅有約 1% 因基因突變而成為雙性人,他們除了性解剖結構外,基本與一般男女無異。

這次的研究成果,不僅以科學證實基因組重新排列會改變發育基因的表達潛力,筆者也希望大家能藉此反思,慢慢撕下雙性人的疾病標籤。

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參考資料

  1. Francisca M. Real et al., The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality, Science, Vol. 370, Issue 6513, pp. 208-214, 9 Oct 2020.
  2. Mike Mcrae, Female Moles Grow Testicles to Fight Through Their Brutal Underground Existence, Science Alert, 11 Oct 2020.
  3. Stephen Luntz, For Moles, Sex Is A Spectrum And We’ve Just Learned Why, IFL Science, 9 Oct 2020.
  4. L. Harbison Matthews M.A., The œstrous Cycle and Intersexuality in the Female Mole (Talpa europæa Linn.),  Zoology, Volume105, Issue2, pp. 347-384, Jul 1935.
  5. Mole – Talpa europaea, The Mammal Society.
  6. 台灣鼴鼠,台灣環境資訊協會。
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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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AMH 數值解密:如何看懂卵巢健康與凍卵成功率?
careonline_96
・2025/08/25 ・2426字 ・閱讀時間約 5 分鐘

高齡備孕挑戰多,30至35歲效果最佳

「那是一位40多歲的女士,在外商公司擔任高階主管,平時工作繁忙、經常出差。直到積極備孕時,才發現自己的卵巢功能已大幅退化。」張若偉中醫師表示,「她曾兩次嘗試試管嬰兒療程,卻連卵子都取不到,讓她非常失望。」

經過診治後,患者開始接受調養療程,後續順利取得卵子,雖然數量不多,但是經過多次取卵後,最終成功挑出一顆品質較佳的受精卵植入,並順利懷孕。後來,她還繼續努力準備迎接第二個孩子。

隨著現代女性婚育年齡普遍延後,越來越多女性會主動安排生育計畫,凍卵的需求逐漸增加,然而在凍卵過程中常會遇到一些挑戰。張若偉中醫師表示,由於卵巢功能會隨年齡而持續下降,所以年齡越輕凍卵的效果越好,在30至35歲凍卵是較佳的時機。30歲以下的女性,通常會建議嘗試自然懷孕,如果經過一年都無法自然懷孕,便要盡快尋求協助。

AMH數值檢測,有助掌握卵巢健康關鍵

許多女性在執行凍卵時,會碰上卵子品質不佳或是數量不足等問題。張若偉中醫師說,由於年齡越大,卵子的染色體異常率越高,所以必須凍存越多卵子,但是每次取到的卵子數量又會比較少,所以常常需要反覆取卵,相當辛苦。

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部分女性因為缺乏相關資訊,沒有察覺卵巢功能已衰退,在進行凍卵時才發現難以順利取卵,而感到相當挫折。

臨床上可以透過檢測抗穆勒氏管荷爾蒙(Anti-mullerian Hormone,AMH)來評估卵巢功能,抗穆勒氏管荷爾蒙AMH是由卵巢中未成熟的濾泡細胞所分泌,可以用來評估卵巢卵泡的庫存量。一般年輕女性的AMH介於2至5 ng/ml;若AMH小於2 ng/ml,代表卵泡的庫存量減少。如果在年輕的時候便發現抗穆勒氏管荷爾蒙AMH偏低,可能是有卵巢早衰的現象,務必特別留意。

中醫量身調理體質,助凍卵事半功倍

計畫進行凍卵療程時,很多人會希望中醫協助調整體質,常見的方式包括中藥、針灸等,張若偉中醫師說表示,針灸其實是兩個動作,一個是針刺,一個是灸療,灸療就是在針上面加一顆小小的艾粒進行溫熱刺激。

「我們會根據患者的生活型態、工作壓力、遺傳體質等狀況,量身定做開立處方與治療計畫,調養過程一般約三個月。」張若偉中醫師也提及,「基本上會使用一些暖胞宮、溫補腎陽、滋養腎陰的藥材,幫助達到陰陽平衡。中醫調理與凍卵療程上可以互相配合,同時併行。根據患者身體狀況進行調整,在有限時間內爭取最大的成效。」

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常用針灸穴位包括腹部的氣海穴、關元穴、子宮穴,腿部的足三里、三陰交、太衝、血海等,這些穴位有助於溫養胞宮、促進氣血運行,而平時在家也可以練習呼吸吐納、伸展、八段錦等幫助調養。

身體調好再凍卵,睡眠飲食習慣都是關鍵

在計畫凍卵的過程中,除了醫療與中醫調理,飲食的搭配也扮演極為重要的角色。張若偉中醫師提醒,凍卵前建議多攝取天然的原型食物、豆類與穀物飲品等。滋陰食物包括黑木耳、白木耳、海帶、海參、秋葵、皇宮菜、地瓜、南瓜、豬腳、蹄筋等。請減少加工、存放過久的食物,不要攝取過量咖啡因與甜食,也要避免接觸環境荷爾蒙與重金屬,透過均衡的飲食調養為身體打好基礎。

在生活習慣方面,請保持規律的睡眠、避免熬夜、規律運動、維持理想體重、適時紓解壓力。張若偉中醫師說也呼籲,可以把凍卵視為一段需要身心整合調整的過程。從早睡、運動、放鬆,到飲食與人際關係的平衡,每一項習慣的改善,都可能為身體帶來健康的正向轉變!

筆記重點整理

· 由於卵巢功能會隨年齡而持續下降,所以年齡越輕凍卵的效果越好,在30至35歲凍卵是較佳的時機。30歲以下的女性,通常會建議嘗試自然懷孕,如果經過一年都無法自然懷孕,便要盡快尋求協助。

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· 抗穆勒氏管荷爾蒙AMH是由卵巢中未成熟的濾泡細胞所分泌,可以用來評估卵巢卵泡的庫存量。一般年輕女性的AMH介於2至5 ng/ml;若AMH小於2 ng/ml,代表卵泡的庫存量減少。如果在年輕的時候便發現抗穆勒氏管荷爾蒙AMH偏低,可能是有卵巢早衰的現象,務必特別留意。

· 計畫進行凍卵療程時,很多人會希望中醫協助調整體質,常見的方式包括中藥、針灸等。基本上會使用一些暖胞宮、溫補腎陽、滋養腎陰的藥材,幫助達到陰陽平衡。中醫調理與凍卵療程上可以互相配合,同時併行。根據患者身體狀況進行調整,在有限時間內爭取最大的成效。

· 凍卵前建議多攝取天然的原型食物、豆類與穀物飲品等。滋陰食物包括黑木耳、白木耳、海帶、海參、秋葵、皇宮菜、地瓜、南瓜、豬腳、蹄筋等。請減少加工、存放過久的食物,不要攝取過量咖啡因與甜食,也要避免接觸環境荷爾蒙與重金屬。

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波留先生 M. Beaulieu_96
・2020/12/27 ・2494字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

在這個提倡多元性別的時代,性別不再只是男女之分,而在鼴鼠(mole)的世界裡,其實也存在這樣的性別樣貌。

近日,馬克斯.普朗克分子遺傳學研究所(Max Planck Institute for Molecular Genetics)研究團隊分析了鼴鼠的基因組,並解釋引發這種性徵的原因,研究發表於《科學》(Science)期刊。

研究團隊的研究對象為伊比利亞鼴鼠(Talpa occidentalis)。圖/GBIF.org

在殘酷世界裡賣力求生的鼴鼠

常被誤認成土撥鼠的鼴鼠(mole),除了外型相像,也具有優秀的鏟土本領,牠們所挖鑿出來的隧道系統不僅可作為棲息地,也能提升土壤的通氣性與排水性。

作者按:鼴鼠通常可以長到 4~6 英寸不等,翻土效果更勝蚯蚓好多籌!

另一方面,由於牠們主要以田野或花園裡的害蟲為食(每日食量大約等於自己的體重),無心插柳,正好為植物提供了很棒的生存環境。

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然而,集園丁才華於一身的鼴鼠,在某些人的眼裡仍不受待見。

按照牠們隨機挖坑的習性,這群失控的孩子很可能在刨土的同時殃及植物根部,進而導致植物死亡。更糟糕的是,若案發地是在田裡,萬一不小心鑽破田埂,就會讓灌溉用水流到其他地方去。

鼴鼠隨機挖坑的習性,有時可能會殃及植物根部或流失灌溉用水。圖/Pexels

鼴鼠終其一生除了挖地道築巢、躲避有心人士的追殺外,連繁衍後代也十分麻煩,一整年的時間下來,雄鼠與雌鼠大部分的時間都是獨居為主。

而且沒有 Txxder 可以滑,大夥兒如果要找到心儀的交配對象,更需要緣分的安排:)

到了準備繁殖的季節,雄鼠便會開始積極擴張疆域、出關播種,並在隧道系統中築起能安置鼴鼠寶寶的球型巢室。

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雌鼴鼠的心聲(X)大概真的被老天爺聽到了吧,牠們的卵巢演化出如開外掛般的好工具——卵睪丸(ovotestis)。

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此外,雌鼠會發展出狀如陰莖的外生殖器(其實是陰蒂),且陰道口(vaginal orifice)也是繁殖季限定,生完孩子就消失了。

當然,這不代表雌鼴鼠能用器官優勢自己繁衍後代。從卵睪丸的構造來看,它還是有卵巢該有的功能,也會滋養並釋放卵子以進行受精,只是側面多了一塊睪丸組織,且該組織無法製造精子細胞。

不過,由於這個組織仍存在雷迪格細胞(Leydig cells,又稱睪丸間質細胞),因此能製作出產量足以媲美雄性的雄性激素,好讓牠們也能擁有雄性的體格優勢。

雌鼴鼠的卵巢( Ovary part)多了一塊睪丸組織(Testis part),可以製造雄性激素,讓牠們也擁有雄性體格優勢。圖/原始文獻

只是,哺乳動物的睾丸組織發育仰賴 Y 染色體上的基因,這樣才能在發育早期提高睾丸激素的產量;也就是說,若缺乏 Y 染色體,胚胎就無法產生睾丸。

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問題來了,雌鼴鼠明明就不帶 Y 染色體,為何可以長出這麼「超自然」的器官?

卵睪丸背後的秘密

為了挖掘這層真相,來自馬克斯.普朗克分子遺傳學研究所(Max Planck Institute for Molecular Genetics)的研究團隊,深入分析了這些動物的基因組。

他們假設,除了基因本身的不同,某些基因的調控區可能也發生變異,為了檢驗這個假設,研究團隊將雌性伊比利亞鼴鼠(Talpa occidentalis)進行染色體改造並繪製染色體模型,期待能從轉錄組、表觀遺傳以及染色質等相互作用數據中找答案。

結果發現,與其他哺乳動物相比,該鼴鼠體內控制雄性賀爾蒙的 CYP17A1 基因為 3 倍,且牠們的某些 DNA 片段位置也不同,如與睪丸發育有關的纖維母細胞生長因子9(Fibroblast Growth Factor 9, F9G9) 基因發生染色體內倒置(intrachromosomal inversion),這些都使得基因表達的環境發生變化。

研究團隊在鼴鼠的 DNA 片段上有所發現。圖/Pixabay

一位參與該研究的遺傳學家盧皮亞茲(Darío Lupiáñez)補充,這個發現證明了基因組的三維結構在演化上相當重要,只要重新排列,就有機會創造出跨性別的特徵,且其他器官與系統的發育不會受到影響。

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最後,為了確認這就是雌鼴鼠產生雙性性徵的原因,團隊將雄鼠、雌鼠進行基因改造,並發現雄鼠並無異樣,反倒是雌鼠所產生的睾丸素變得與雄性一樣多,且從外觀來看也變得更強壯了。

看來,老天還是眷顧著雌鼴鼠的,至少這樣的變化能讓他們在體能上,也不至於輸在起跑點。

擁有兩個性徵,怎麼了嗎?

雖說在自然界中,某些爬行動物和魚類也具有雌雄同體(Intersexua)的性徵,但這在哺乳動物中並不常見——以人類為例,目前僅有約 1% 因基因突變而成為雙性人,他們除了性解剖結構外,基本與一般男女無異。

這次的研究成果,不僅以科學證實基因組重新排列會改變發育基因的表達潛力,筆者也希望大家能藉此反思,慢慢撕下雙性人的疾病標籤。

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參考資料

  1. Francisca M. Real et al., The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality, Science, Vol. 370, Issue 6513, pp. 208-214, 9 Oct 2020.
  2. Mike Mcrae, Female Moles Grow Testicles to Fight Through Their Brutal Underground Existence, Science Alert, 11 Oct 2020.
  3. Stephen Luntz, For Moles, Sex Is A Spectrum And We’ve Just Learned Why, IFL Science, 9 Oct 2020.
  4. L. Harbison Matthews M.A., The œstrous Cycle and Intersexuality in the Female Mole (Talpa europæa Linn.),  Zoology, Volume105, Issue2, pp. 347-384, Jul 1935.
  5. Mole – Talpa europaea, The Mammal Society.
  6. 台灣鼴鼠,台灣環境資訊協會。
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曾當過兩三年的職能治療師,在體力正式走下波前轉戰出版業,現為出版社圖文編輯,並斜槓各式聲音工作。

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貓咪也會學鳥叫?揭秘貓貓發出「喀喀聲」背後的可能原因
F 編_96
・2024/12/24 ・2480字 ・閱讀時間約 5 分鐘

F 編按:本文編譯自 Live Science

貓是一種神秘而又引人注目的動物,牠們看似深居簡出,但擁有多元的聲音表達:從吸引人類注意的「喵喵叫」,到面對威脅時的「嘶嘶聲」與低沉的「咆哮」。

延伸閱讀:貓咪為什麼總愛對人喵喵叫?看貓如何用聲音征服人類的心

然而,細心的貓奴們可能會注意到,貓有時會對著窗外的鳥兒或屋內小動物玩具,發出一種獨特的「卡卡聲」或「咯咯聲」。這種聲音既像牙齒打顫,又好似一陣陣輕微的顫鳴,卻很難歸類到常見的喵叫或咆哮裡。這種名為「chatter」的行為,究竟在貓的生活中扮演什麼角色?目前科學界尚未對此有定論,但有幾種廣為討論的假說,或許能為我們提供一些思考方向。

卡卡叫:情緒的釋放或表達?

有些貓行為專家推測,貓咪在看到獵物(如窗外的鳥、老鼠)卻無法接近時,會因「欲捕無法」的挫折感或興奮感,發出這種「卡卡聲」。就像人類遇到障礙時,可能會發出抱怨的咕噥聲或乾著急的嘆息聲一樣,貓咪的「喀喀聲」也可能只是把當下的情緒外顯,並非有特別針對人或其他動物的溝通目的。

  • 情緒假說:
    • 挫折:當貓看見鳥兒在窗外飛舞卻無法撲殺,內心焦躁,遂用聲音抒發。
    • 興奮:或許貓在準備捕獵時也感到高度亢奮,因此嘴部不自覺抖動並出聲。
貓咪的「喀喀聲」可能源於挫折或興奮情緒,表達捕獵受阻的內在反應。圖/envato

要在科學上驗證「情緒假說」並不容易,因為需要同時測量貓咪行為和生理指標。例如,研究人員可能需要測量貓咪在卡卡叫時的壓力荷爾蒙變化,才能確認牠們究竟是帶著正面興奮,或是負面挫折的情緒。不過,由於貓的獨立特質,實驗設計往往困難重重,樣本量要足夠也不容易,所以至今沒有定論。

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增強嗅覺?貓咪的「第二鼻子」

另一種說法則認為,貓咪發出「卡卡聲」時,可能同時開啟了其位於口腔上顎的「犁鼻器」(vomeronasal organ),也稱作「賈氏器官(Jacobson’s organ)」。這個感知器官能捕捉一般鼻腔聞不到的化學分子,如費洛蒙或特定氣味分子,因此對貓的求偶、社交和獵捕行為都非常重要。

  • 嗅覺假說:
    • 張口呼吸:如果貓咪一邊「咯咯咯」地開合上下顎,可能在嘗試讓空氣(及其中所含的氣味分子)進入犁鼻器。
    • 蒐集更多環境資訊:在確定下手前,更完整的嗅覺分析或能提高牠們獵捕成功率,或是幫助判斷環境中是否有其他潛在威脅或機會。

然而,要科學驗證「增強嗅覺假說」同樣不簡單。研究人員不僅要觀察貓咪在卡卡叫時的行為,也需要測量牠們是否真的打開了更大的氣道,並在那個同時有效使用犁鼻器。這些行為與生理測量都必須在相對可控卻又不影響貓自由行動的實驗環境中進行,實務上難度頗高。

聲音模仿:貓咪的「偽鳥叫」?

貓咪的「卡卡聲」或許是為了模仿獵物的聲音,讓獵物降低警戒。圖/envato

第三種最有趣也最具「野性色彩」的假說,是「模仿獵物聲音」。在野外,一些中南美洲的小型貓科動物(例如:長尾虎貓,又稱美洲豹貓或瑪家貓,Margay)曾被觀察到,在捕獵小猴群時,發出類似猴子叫聲的音調;有些當地原住民族群也傳說,叢林裡的某些捕食者會模仿目標獵物的聲音來誘捕。由此推測,家貓看到鳥兒時發出的「卡卡聲」,可能包含些微模仿鳥兒啁啾的元素,試圖降低獵物警戒或甚至吸引獵物靠近。

  • 模仿假說:
    • 案例參考:野生貓科動物曾出現學習或偽裝聲音的紀錄。
    • 家貓可能繼承的行為:家貓的祖先——北非野貓(African wildcat)及其他小型貓科物種,是否具備聲音模仿能力?這在生物演化研究上仍是未解之謎。
    • 缺乏大規模觀察:由於小型野生貓科動物研究資料有限,且家貓實驗更不易做大樣本長期追蹤,最終導致此理論尚未獲得廣泛實證。

貓咪行為研究的挑戰:野性祖先的重要性

探討貓咪行為,常常需要回溯至野生祖先的棲地環境。家貓(Felis catus)普遍被認為源自北非野貓(Felis lybica),然而,野貓習性的研究本就不多,尤其是關於聲音與捕獵策略更是資料有限。我們想知道「為什麼家貓會卡卡叫」,首先要確定:「牠們的野性祖先或其他小型貓科,也有同樣的行為嗎?」若有,家貓則可能繼承自古老基因;若無,則可能是家貓在與人類共處的環境中演化出的新行為。

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如果要探查家貓「卡卡叫」的原因,還需要了解其祖先或其他小型貓科是否具有類似行為。圖/envato

再者,貓在實驗室中的「不可控」因素相當多。貓不像狗般樂於服從人類指令,常有自己的規律與個性。要在實驗情境下穩定地誘發貓的「卡卡叫」行為、同時檢測牠們的生理和心理反應,並確保每隻貓的個體差異都被考慮到,這些都對研究團隊是極大考驗。

對於許多貓奴來說,貓咪坐在窗邊,一邊盯著外頭的鳥兒或松鼠,一邊發出獨特的「卡卡聲」,是一幕既可愛又神祕的風景。究竟牠們是在抒發情緒、強化嗅覺、抑或真的在「假扮鳥叫」以誘捕獵物?目前沒有確切的答案。然而,也正因為這層未知,貓貓才更顯得迷人。

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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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