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打斷蚊子從登陸到吸血的SOP,跟惱人的嗡嗡聲說掰掰!【物理防禦篇】

波留先生 M. Beaulieu_96
・2021/02/08 ・3202字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 489 ・五年級

A 編按:過去的租屋處在水溝旁的一樓,蚊子特多,牆壁上全是被我用「物理方法」擊斃的蚊子,由於蚊子屍體太多,還被房東要求刷完油漆後,才能拿回訂金。

 

《用科學拯救怦然崩潰的髒亂,這樣的掃除你洗翻嗎?》專題為你介紹驅趕蚊子的各種方法,【物理防禦篇】將介紹如何用物理機制阻止擾人的蚊子,讓我們不再用「物理方法」解決煩人蚊子!

每到蚊蟲漫天飛舞的季節(講是這樣講,但這畫面似乎不是很浪漫 XD),許多困擾也隨之而來;撇開登革熱等傳染病不說,光是那惱人的嗡嗡聲與一個個叮咬傷痕,就足以讓人吃盡苦頭。

有些人會選擇以防蚊液、蚊香、防蚊貼片,甚至是殺蟲劑來應對這個狀況,然而,也有人擔心這些成分可能對身體造成危害,尤其當家中又有小孩與寵物時,更是如此。這個時候,我們就可以考慮一些不涉及化學成分的方法,利用蚊蟲本身的生理條件與習性,來干擾他們的吸血進程。

蚊蟲叮咬的傷痕,讓人吃盡苦頭。圖/Pexels

會叮人的工具,就是不簡單——談蚊子的口器

首先,多數人應該都知道,雄蚊並不會吸食血液,而是採食植物的花蜜;然而,由於雌蚊需要血液中的蛋白質來滋養蚊蟲的卵,因此也只有雌蚊,才具有穿透人類皮膚及血管的口器。

基本上,雄蚊與雌蚊的口器 (proboscis),乍看之下都像一根針,其由上唇 (labrum) 、上顎 (mandible)、下顎 (maxilla)、下唇 (labium) 以及舌 (hypopharynx) 等部位組合而成,不過,由於雄蚊的上下顎不若雌性堅硬,因此無法穿透人體肌膚,我們就以一般雌蚊為討論對象。

雌蚊的上下顎較堅硬,可以穿透人體肌膚。圖/Pexels

從顯微鏡來看,最外層的下唇包覆著其他部分,在接觸動物皮膚後,能讓裡面的器官穿刺皮膚到內部;其中,下顎末端較尖銳,能探到皮膚較深層的位置,而上顎末端則較為平坦。另外,這兩個構造周圍的齒狀結構,亦可幫助其他部分探索「更深的皮下世界」。最關鍵的舌與上唇,則可作為體液幫浦——舌可將唾液導到動物的血管中,好讓血液可以順利被吸上來。[1]

由於穿刺的核心——上下顎的口徑大小都是微米等級的,在這個生理特徵下,比較實際的策略是穿著比雌蚊上下顎長度還厚的衣服,至少不要讓那些針頭叮到皮膚。

讓蚊子滑倒,也可以是有效的防蚊策略!

雌蚊吸血行為的 SOP,基本不出「搜尋、定位、登陸以及離開」四大動作,從這裡阻撓蚊蟲大軍進攻,也不失是一個好策略。

一開始,雌蚊會透過二氧化碳、熱、光或其他氣味,搜尋接近皮膚表面的血管,假如一直找不到合適的穿刺點,牠們就會離開那個環境,果斷尋找下一個目標。在定位「獵物」後,雌蚊便會飛到該點,並以前腿穩固姿勢,再行採血;若在穩固姿勢期間受到干擾,蚊子就會放棄這個吸血的機會,直接飛走(真是容易放棄的生物欸)。 [2]

利用這項特點,日本花王公司於去 (2020) 年研發出一種新型態的防蚊液,該產品內含低黏度矽油 (silicone oil),能防止蚊子「扎穩馬步」進行吸血的動作。研究也提到,自然界中早有生物利用「讓蚊子滑倒」的策略避免蚊蟲叮咬,如河馬所分泌的紅汗 (red sweat),研究人員發現,這些物質能皆可有效減少蚊子的登陸行為。研究發表於《科學報告》(Scientific Reports) 期刊。[3]

產品內含低黏度矽油,防止蚊子「扎穩馬步」吸血的防蚊方法。影/花王公司

傳統驅蚊裝置是真有其用,或只是噱頭而已?

如果你不想使用防蚊液、蚊香或其他化學物質來驅蚊,也不想為此穿上更多衣物,更沒有河馬皮膚的神力,或許可以考慮其他物理性的驅蚊與滅蚊工具。

常見的捕蚊燈 (bug zapper),便是利用蚊蟲喜歡的波長段——紫外光進行誘捕,光源外設有緻密的電網,被吸引到捕蚊燈裡的蚊子,會在飛行的過程中遭受電擊,直接上天堂。[4]另外,就結果論來說,電蚊拍的效果是差不多的,只是在沒有紫外線的幫助下,你可能得隨時留意蚊子的動態。

坊間亦有主打利用超音波來驅蚊的裝置,全球至少超過 30 家公司生產這類型的產品,然而美國匹茲堡驅蟲公司 Bug Lord 一篇文章指出,最近一次有關超音波對蚊蟲影響的研究,竟是停留在 2009 年,且該篇研究僅以 300 隻蚊子作為實驗對象(實驗還分三次,每次拆成各 50 隻做比較),文章更未針對所使用的科學方法做詳盡描述,實在可疑。反之,2007~2015年間,倒是有幾篇研究指出這個方法對蚊子並不管用,還可能造成聲音輻射的危害,更慘的是,這些裝置不僅無法驅蚊,還有可能吸引蚊子靠近⋯⋯[5]

有研究指出,坊間生產的超音波驅蚊裝置對於驅蚊無效,甚至可能反而會吸引蚊子。圖/Do Ultrasonic Mosquito Repellers Work? [Science Review] – Bug Lord

另類物理驅蚊——腿毛能讓蚊子知難而退嗎?

除了上述裝置,有些人天生就自帶物理防禦值極高的生理條件——腿毛。腿毛濃密的的朋友,肯定有把蚊子困住的經驗吧?事實上,腿毛的存在確實是蚊子大軍難以跨越的檻,畢竟,牠們真的不善於在如此複雜的「地形」上爬行,一不小心甚至會卡住翅膀,難以飛行。[6] 不過,擁有超多腿毛的朋友,卻也可能成為蚊子最愛的那種人。

首先,由於蚊子仍以嗅覺資訊來尋找「獵物」,像是二氧化碳、汗液中的乳酸、體溫、濕度和皮膚裡的細菌代謝物等,都是牠們十分仰賴的訊號。人體可釋放的代謝化合物有近 400 多種,其中,皮脂、外分泌腺以及汗腺排泄的化合物中多含有乳酸、丙酮酸(pyruvic acid)與二甲基二硫(dimethyl disulfide),這些都是蚊子的最愛的物質。再者,由於蚊子喜歡躲藏於黑暗之中,過度濃密的腿毛,反而容易讓牠們不自覺地「墮入深淵」。聽到這裡,是不是突然不那麼想要這種困住蚊子的才華?

有些人相信腿毛可以把蚊子困住,但實際上卻是蚊子喜愛的藏身之處。圖/Wikipedia

帶著走的物理型防禦 遠離蚊蟲叨擾

無論在家或出遊,面對蚊蟲的叨擾,除了防蚊液,你也能選擇將「物理型防禦」點滿,以防止有害物質入侵體內。目前,捕蚊燈和電蚊拍等多項防蚊產品,皆主打「可攜」特性,如此一來,我們就能隨時隨地布下結界,阻斷蚊蟲害。

當然,我們也可以期待一下讓蚊子滑倒的產品誕生,在此之前⋯⋯就先多塗一些腿毛生長液吧(?)

參考資料

  1. Kripena, K. (2020, May 13). How Do Mosquitoes Bite? INSECT COP
  2. Iikura, H., Takizawa, H., Ozawa, S., Nakagawa, T., Matsui, Y., & Nambu, H. (2020, Sep 2). Mosquito repellence induced by tarsal contact with hydrophobic liquids. Scientific Reports, (10).
  3. Kao Corporation. (2020, Sep 9). Technology for Preventing Mosquito Bites Developed by Creating a Skin Surface Mosquitoes Dislike —Protecting Against Mosquito-borne Infectious Disease—. Kao
  4. Steele, B. (2020, Jun 23). What is A Bug Zapper and How Does it Work – 2021 Guide. Insect Hobbyist
  5. Buckley, G. (2020, Oct). Do Ultrasonic Mosquito Repellers Work? [Science Review].BUGLORD
  6. Discover Fun LifeHacks. (2019, Sep 10). Is leg hair a mosquito repellent? Discover Fun LifeHacks
  7. 臺灣環境資訊協會. (2019, Sep 17). 天然的防蚊液沒效? 本土品牌 EARTH FRIEND 養蚊子實測!. 臺灣環境資訊協會

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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


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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)。臉書:荒誕遊牧。