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正式宣告:大腦專屬的排泄系統!

Y. H. Sun
・2012/08/15 ・1077字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 553 ・八年級

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老鼠腦動脈近照圖。綠色和黃色為在動脈外流動的腦脊髓液,紅色則為在動脈內的細胞。在動脈外圍,藍色的部分則為調節腦脊髓液的特化神經膠細胞水通道(special glial water channels)Image: Jeffrey Iliff, University of Rochester

我們的大腦內堆滿了排泄物,但感謝老天,它有一個良好的抽水馬桶(plumbing)。來自羅切斯特大學(University of Rochester)、奧斯陸大學(University of Oslo)以及紐約州立大學石溪分校(Stony Brook University)的科學家們,發現了大腦內的淨化系統——一個可以將阿茲海默症和其他神經退化症相關的蛋白質沖走的排水系統,這項研究刊載於Science Translational Medicine,並指出星狀膠細胞(astrocytes)在維持神經系統的運作上,扮演極重要的角色。

在我們的身體,有一網狀分布的淋巴(lymph)管道,移除體內多餘的血漿、死亡的血球細胞、細胞碎片以及其他廢物——但大腦可不是這麼運作的。由於大腦是浸泡在腦脊髓液(cerebrospinal fluid)中,科學家們數十年來都認為大腦排出廢物的方式,是利用濃度——那些溶於腦脊髓液中的廢物,慢慢滲透出組織(tissues),然後被腦脊髓液帶出神經系統,最後歸於身體的血流。

但在這篇研究中,科學家們發現第二個、甚至更為快速的大腦清潔系統(brain-cleansing system)。利用注射了放射性分子當追蹤劑(radioactive molecules)的活體老鼠,研究者們觀察其腦脊髓液承載著廢物流動的情形。這趟旅程的起點始於注入分子的蜘蛛膜下腔(subarachnoid space),一個位於包覆大腦和脊髓的膜之間的空腔。就像一條河一樣,科學家觀察到腦脊髓液帶著這些分子快速流過一些特化的管道,這些管道由腦動脈周遭的神經膠細胞所形成,使得腦脊髓液可以沿著大腦的血流流動。除此之外,神經膠細胞亦調節管道的活動,協助腦脊髓液流過這些管道。

順著動脈旁的管道,含有追蹤劑的腦脊髓液流經大腦組織。而在組織的另外一端,腦脊髓液在腦靜脈周遭有同樣的管道可以流過。順著靜脈,腦脊髓液可以流回蜘蛛膜下腔或進入血流,讓排泄物得以從身體的淋巴系統排出。科學家們將這套系統命名為「神經膠細胞類淋巴系統(glymphatic system,暫譯)」,因其為神經膠細胞所構成,但其功能類似於淋巴系統。

對腦脊髓液協助排除廢物的最早概念,是它為單一的通道,也就是含有廢物的腦脊髓液從大腦流向身體,但在這項研究中,科學家們發現大約有40%的腦脊髓液會流回大腦。為了驗證他們的成果,研究者在分別在正常老鼠和因基因缺陷使得神經膠細胞無法協助腦脊髓液流動的老鼠腦內,注射了β澱粉樣蛋白(amyloid beta)——一個所有健康大腦都會有的蛋白質,但被認為因其堆積聚合而造成神經細胞受損,而形成阿茲海默症。他們發現,在正常老鼠中,這些蛋白質會很快就被清除,但是基因受損的老鼠則否。

原文:Scientific American: Brain’s Drain: Neuroscientists Discover Cranial Cleansing System [Aug 15, 2012]

文章難易度
Y. H. Sun
20 篇文章 ・ 1 位粉絲
不專業翻譯,閱讀涉獵廣泛,主要領域在心理學、認知神經科學,以及相關的生物醫學。

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真的能「感同身受」嗎?我感受到了你的感受——《我是誰》
啟示
・2022/11/11 ・2543字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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感同身受真的存在嗎?

有些人在看到卡爾.梅(Karl May)的小說拍成的電影裡溫尼圖(Winnetou)死去的那一刻掉下淚來;有些人為電影《油炸綠番茄》裡蘿絲(Roth)的死而哭;還有一些人在看到小說《哈利波特》裡鄧不利多(Dumbledore)教授被殺時流淚。

我們在看悲傷的電影或書的時候會哭,是因為我們設身處地去想像故事裡那些英雄們的感覺,彷彿他們的痛苦就是我們自己切身的痛苦一般;我們跟著笑,我們也為影片中的怪物和心理變態情節感到害怕,就好像他們威脅到了我們一樣。

我們在電影或書的時候會跟著劇情有情緒起伏,是因為我們設身處地去想像故事裡那些英雄們的感覺。圖/pixabay

這些是每個人都有過的經驗,但它們是如何產生的呢?為什麼我們能夠了解他人的感覺?為什麼我們會在電影院裡起雞皮疙瘩,雖然在那裡一點也不危險?為什麼他人的感覺會感染到我身上呢?

答案很簡單:我們能夠感同身受,是因為他人(在現實世界或電影裡)的感覺喚起了我們心中相同的感覺;而這很可能不僅存在於人類。

根據德瓦爾在麥迪森研究中心的觀察,母獼猴法恩的姊姊顯然也感覺到法恩的痛苦和恐懼。然而,即使能與他人「感同身受」或「心有戚戚焉」是如此理所當然,對科學界來說,直到近幾年,這仍是個完全無解的謎。令人驚訝的是,第一位提出具有科學說服力的學者,在其所屬的專業領域之外仍然鮮為人知。

腦部研究的佼佼者:賈科莫.里佐拉蒂

賈科莫.里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)經常被人們和愛因斯坦相提並論:蓬亂的白髮、嘴上同樣蓄著的白鬍子,以及臉上狡黠的微笑。不過他們的相似處不僅止於外表。

賈科莫.里佐拉蒂。圖/Wikipedia

對許多腦部學者來說,這位活潑開朗的義大利人是學界裡的佼佼者;他將腦部研究推向一個新的層次。不過,他的研究領域並不是最熱門的。里佐拉蒂探究控制行為的神經細胞,即所謂的行為神經元,已經超過 20 年了。

這個比較無趣的領域,因為啟動行為的「運動皮質」始終被視為比較遲鈍的腦區。大部分的學者都想:如果我們能夠研究像語言、智力或感覺等複雜的領域,又何必對簡單的肢體動作感興趣呢?

看來似乎是如此。不過,情況在 1992 年有所轉變,而且這個轉變令大家都跌破眼鏡。里佐拉蒂工作的所在地帕瑪(Parma)是歐洲最古老的大學,位於城市邊緣的醫學院卻是個非常前衛的雪白色建築樓群。

1990 年代初期,里佐拉蒂身邊的腦部學者從事一項很不尋常的研究。他們知道,特定的行為具有「傳染」的效果,發笑、打哈欠、甚至談話者的身體姿勢,都能立刻引起對方的模仿。在某些猿猴也出現相同的現象,某些種類甚至以喜歡模仿聞名。

不過研究人員偏偏決定以一種一般來說不會模仿同伴的豬尾獼猴作為研究對象。里佐拉蒂和幾位較年輕的同事伽列賽(Gallese)、佛格西(Fogassi)和迪派勒吉諾(di Pellegrino),將電極接到一隻豬尾獼猴的腦部,然後把一粒核桃放在地上,並觀察當猴子快速伸手抓取核桃時某個行為神經元如何反應。

研究者將電極接到一隻豬尾獼猴的腦部,然後把一粒核桃放在地上,並觀察當猴子快速伸手抓取核桃時某個行為神經元如何反應。圖/Wikipedia

鏡像神經元的發現

至此一切都算正常,不過,這時驚人的情況發生了:研究人員把同一隻猴子放到一片玻璃後方,這次牠抓不到核桃了,只能眼睜睜看著里佐拉蒂的助手伸手抓取核桃。這時猴子的腦部發生了什麼現象呢? 當牠注視別人拿牠的核桃時,相同的神經元產生反應,就像牠之前自己伸手去抓核桃一樣,雖然牠的手並沒有移動,牠的精神卻想像了這個動作。

科學家們無法相信自己所看到的:無論猴子是親手完成某個動作,亦或只是精神想像了訓練師所做的動作,其神經細胞都做了完全一樣的工作。

在此之前,從未有人觀察腦部如何模擬現實裡沒有發生的動作,而李奧那多.佛格西(Leonardo Fogassi)則是第一人。不過成功應該是屬於整個團隊的。里佐拉蒂發明一個新的概念,他把這個在被動想像時卻如真實行為般於腦部引發相同反應的神經細胞稱為「鏡像神經元」,一個新的神奇術語就此誕生了。

「親身經歷」和「感同身受」的差別

首先是義大利,接著是全世界大學和研究中心的腦部學者,都立刻投入鏡像神經元的研究行列。如果人的腦部對於我們的「親身經歷」和只是「認真觀察並感同身受」的反應沒有差別的話,那麼這不正是了解我們社會行為的關鍵嗎?

至少鏡像神經元是其中一個重要部分。它位於額葉的前額葉皮質,一個稱為「腦島」的區域。然而這個腦島卻不同於「社會中心」,也就是到目前為止所說的「腹側區」。

大腦額葉和頂葉的位置,從左側看。額下葉是藍色區域的下部,頂葉上葉是黃色區域的上部。圖/Wikipedia

其中的差別也很清楚,因為鏡像神經元雖然和無意識的「移情作用」有關,卻和更大範圍的計畫、決定或意願無關。到目前為止,我們還不很清楚這些腦區如何交互作用。

里佐拉蒂於 6 年前以圖像程序說明,人類的鏡像神經元顯然也位於負責語言的兩個腦區之一(布羅卡區)附近,這使得學界特別振奮。

荷蘭格羅寧根(Groningen)大學的腦部學者不久前在「聽到聲響」和「鏡像神經元發出信號」之間發現了有趣的關聯。當人聽到開飲料罐氣泡冒出的聲音時,腦中的反應就跟他自己開飲料罐完全一樣;也就是說,單憑聲音就足以讓人經歷到整個情況。

——本文摘自《我是誰:對自我意識與「生而為人」的哲學思考》,2022 年 10 月,啟示出版,未經同意請勿轉載。

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覺得自己忘東忘西,怕是大腦老化?其實只是記憶超載,導致資訊編寫失敗——《顛峰心智》
大塊文化_96
・2022/10/31 ・2810字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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我婆婆最近打電話給我,說她有點害怕自己的記憶出了毛病。隨著年紀增長,她愈來愈常因為難以專注而感到沮喪。她認為這可能代表她哪裡出了問題,所以很緊張。我問她最近發生了什麼事。

她開始描述前一天去購物的經過。她開車去超市途中才發現自己忘了拿購物清單,於是在腦中回想要買的東西。到了超市她停好車,下車,記住車位,然後進超市購物,買完後再把購物車推到車子邊。但是她把東西搬進行李廂時,她發現車身有一道刮痕,不由得生起自己的氣。什麼時候刮到的?她竟然沒發現!

她想著那道刮痕,先去還手推車,然後坐上車,這才發現這輛車是手排車,而她的車是自排車。

她上錯車了。

應該很多人都有遇過,在賣場裡忘記自己車子停哪的情況。 圖/envato.elements

後來,她在同一排車位過去兩格找到了自己的車(一模一樣的車款和顏色,只是沒有刮痕),困窘地把東西移上車。她說完之後,我們都笑了——她竟然從頭到尾弄錯了車子!

我跟她說,我不認為她的記憶出了問題,或者這跟大腦老化有關。

大腦確實跟其他器官一樣會老化,部分大腦會變薄,密度變低,包括海馬迴和形成清楚記憶所需的其他內側顳葉結構。老化確實會讓記憶出問題。但是在這個事件裡,她的白板只是超載罷了。停車時,她一面在複習忘了帶的購物清單,以為自己記住了車子的位置,其實她的白板塞了太多東西,已經沒有多餘的空間。

很多我們以為跟記憶和老化有關的問題,其實是別的原因造成的。問題不在於你「記憶變差」,而是「你不夠專注,導致記憶編寫失敗」。

這個故事告訴我們一件事:記住車子停哪裡不是你想長期記住的事。

忘東忘西不一定是因為大腦老化,也可能是大腦判定那則訊息不需要被記住。 圖/envato.elements

事實上,這正好是你希望自己能夠忘記的一個例子。想像你可以記住每次停車的位置,於是每次從雜貨店出來,都得過濾一遍所有的停車位。記憶力跟專注力一樣,必須具有過濾功能,挑選哪些相關、哪些不相關,哪些該凸顯、哪些該捨棄。

我舉這個例子,只是要說明工作記憶塞得太滿,可能有礙資訊以有效的方式存入長期記憶。

再者,要是工作記憶超載,你需要用到長期記憶裡的內容時,就不一定能提取成功。美國近代史上最致命的一次「誤擊」,就是這個原因。

壓力過大也可能導致大腦提取失敗,想不起來

二○○二年,阿富汗戰爭戰火正熾,一名美國軍人利用全球衛星定位系統(GPS),將重達兩千磅的炸彈導向預定目標:反叛軍的前哨基地。這個系統的運作方式是,先在營地將空襲目標的座標輸入 GPS 手持系統,之後炸彈就會落在確切的位置上。然而,發動空襲之前,他發現 GPS 快沒電了,於是他先換了電池才送出發射座標——結果飛彈落在他自己部隊的位置。

這是怎麼回事?

GPS 系統一旦更換電池,系統重新啟動的預設畫面會顯示自身位置的座標。負責操作該系統的士兵本來就知道這點,也受過多次訓練。換過電池後,你必須重新輸入發射座標。這項資訊儲存在他的長期記憶裡,他複習過很多次。但不知什麼原因,這個資訊沒有在他需要時「載入」他的白板。

他看著錯誤的座標並將它送出,當天很多人因此喪命。問題就出在,這名士兵的長期記憶和工作記憶之間連結失敗。我只能大致猜測,但原因可能簡單到令人心痛:工作記憶若是因為壓力導致的大腦神遊而超載,那麼資訊可能無法在你最需要的時候浮現腦海。

在壓力下,可能導致大腦神遊而超載,資訊可能無法在你最需要的時候浮現。 圖/envato.elements

這個例子很極端,但任何人在編寫和提取記憶的過程中,都可能有類似的失敗經驗。編寫和提取記憶的過程包含許多步驟,每一個都需要用到專注力以及工作記憶。

如何創造記憶

記住一件事有三個關鍵步驟。

第一是複誦(rehearsal),描繪你要記住的內容,例如新同事自我介紹時報上的名字、職業訓練時得知的重要資訊、美好經驗的種種細節。在學校裡,用字卡背單字就是一種複誦。回味開心時刻的點點滴滴(兒女婚禮上的敬酒、蛋糕的味道),也是複誦。即使是不自覺回想起痛苦或尷尬的時刻,(很不幸地)也會變成一種複誦。

描繪你要記住內容,就如同複誦,可以幫助記憶。 圖/GIPHY

第二是精緻化(elaboration)。類似於複誦,這需要將新經驗或新知識跟既有的記憶或知識連起來。若你原本就擁有一定的知識基礎,能夠儲存的記憶會更深刻。

舉例來說,想像一隻章魚。現在我告訴你:章魚有三個心臟。如果你不是本來就知道,你讀到這裡會把這項新知跟腦中既有的章魚形象綁在一起。下次你在水族館或電視節目上看到章魚,你或許會突然想起這件事,對旁人說:「你知道章魚有三個心臟嗎?」

最後是固化(consolidation)。執行了以上兩種功能,記憶就會固化,直到最後被儲存起來。大腦重播資訊時,就是在鋪設新的神經路徑並複習路徑,鞏固新的連結。

基本上,資訊是這樣從工作記憶變成了長期記憶:大腦的結構產生改變,鞏固特定的神經表現(neural representation),而這需要非強制的自發性想法才能辦到。所以我們認為讓大腦休息和睡眠都很重要,因為那都是記憶固化的機會。

適當休息與睡眠,也可以幫助固化記憶。 圖/GIPHY

這也是我們的大腦會神遊的部分原因。大腦之所以四處遊蕩,跟大腦重播經驗時引起的神經活動有關。重播愈多次,雜訊就會消失,留下清晰的訊號,形成大腦的記憶痕跡。

假如你的專注力時常被占據,大腦完全沒有空閒讓自發性想法浮現,你可能正在破壞工作記憶和長期記憶之間的連結。重要的固化過程也無法正常運作。

——本文摘自《顛峰心智:每天練習 12 分鐘,毫不費力,攀上專注力高峰》,2022 年 10 月,大塊文化出版,未經同意請勿轉載。

大塊文化_96
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由郝明義先生創辦於1996年,旗下擁有大辣出版、網路與書、image3 等品牌。出版領域除了涵括文學(fiction)與非文學(non-fiction)多重領域,尤其在圖像語言的領域長期耕耘不同類別出版品,不但出版幾米、蔡志忠、鄭問、李瑾倫、小莊、張妙如、徐玫怡等作品豐富的作品,得到讀者熱切的回應,更把這些作家的出版品推廣到國際市場,以及銷售影視版權、周邊產品的能力與經驗。

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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》(二)
YTLai_96
・2022/10/26 ・4100字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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尊敬的弗瑞曼人,您好:

是的,又是我,來自地球的沙蟲愛好者。自從上次鼓起勇氣提筆寫信給您,我實在難以抑遏再次提筆寫信的激動與衝動,因此在短時間內又冒昧寫了這第二封信,希望您能夠海涵。也希望您與族人能夠感受到我對沙蟲的熱情,當您們閃著幽藍雙眼凝望沙漠深處之時,我是多麼期望能夠與您們在陰影下並肩,用皮膚體會厄拉克斯星球的乾熱、空中沙塵的粗糲、鼻尖若有似無的香料氣息、以及如果有幸的話,或許可以聽見沙蟲在遠方的低鳴,甚至一瞥祂磅礡無匹的身影。

身為地球的沙蟲愛好者,只能看著厄拉克斯星球的最新生態人文記錄片,遙想沙蟲的一切。

但您知道,地球距離厄拉克斯星球是多麼的遙遠啊。我只能在夢裡遙想您們所見所聞,期望您和族人們能夠體諒遙遠地球的沙蟲愛好者的迫切心情,並且願意抽空回覆與我分享關於沙蟲的見聞與觀察,哪怕只是隻字片語都好,對我而言都將是莫大榮幸更如獲至寶。


上一封信中,我談到沙蟲的龐大體型可能會帶來的諸多難題,也斗膽提出了我的猜想:沙蟲這麼大的體型,必定需要又輕又強韌的成份(如木質纖維素或幾丁質)構成身體,而且體內很可能具有許多氣囊和氣管系統,如此不僅可以促成身體大幅輕量化,氣囊與氣管系統和外界頻繁交換空氣也能解決龐大身體核心難以排出餘熱的問題、形成有效率的呼吸系統、大力輔佐循環系統、甚至也能夠解釋沙蟲在沙漠中快速游動的本事。

看看沙蟲這樣挺出沙漠表面又低頭俯視的姿態,體內一定需要強力的支持系統。 圖/wikipedia

不過我沒講完的是,即使如此,看著歷年來厄拉克斯星球的生態記錄片中珍貴的沙蟲畫面,我認為沙蟲還是必然擁有較為堅硬的骨骼系統,才可能辦到記錄片中把身體前端穿出沙漠表面還懸空低頭的動作。根據弗瑞曼族人的觀察,沙蟲表面有鱗片被覆,那麼像是地球上的蛇類一樣體內有脊椎貫串,似乎也不會太奇怪。

可是,根據我淺薄的理解,弗瑞曼人的重要文獻中從來沒提到沙蟲死後有留下明顯骨骼。於是我大膽的猜想,沙蟲的骨骼系統可能是像地球上的棘皮動物那樣,沒有脊椎骨、且主要由細碎骨片構成,又或者也可能是像地球上的節肢動物一樣,身體具有分節且帶關節的外骨骼系統。

沙蟲體內可能具有類似棘皮動物的骨片。 圖/wikimedia

不過我猜想,除了堅硬的骨骼系統外,更重要的是沙蟲體內應該擁有大量的縱向、橫向、以及環狀的肌肉或結締組織,就像我們口中的舌頭、大象(地球上最大的陸地動物)的長鼻子、章魚(地球上最聰明的無脊椎動物)的腳那樣,藉著這些肌肉構成的所謂的「肌肉水骨骼系統」,可以伸縮俯仰翻轉自如,來達成柔軟又強韌的身體動作。

舌頭就是肌肉水骨骼結構的絕佳範例。 圖/wikimedia

這樣大膽的猜想,終究只能依賴勇敢的弗瑞曼人您們對沙蟲的觀察與判斷,才能稍微確認是否屬實。下次有族人近距離看見沙蟲、或是正巧遇見沙蟲神聖的大體時,在敬畏俯首之前,可以請您們幫我仔細瞧瞧嗎?

不過,在沙蟲的龐大身軀裡,有一件事情始終讓我百思不得其解,那就是沙蟲的神經傳導機制與速度。試想,沙蟲那麼巨大的身體,神經傳導速度該有多快啊?就算根據弗瑞曼人重要文獻「沙丘」所述,沙蟲擁有所謂分散式的神經網狀節點,那也就像是地球上的環節動物或節肢動物那樣,在身體各節擁有自己的神經節,但是神經節之間還是要依靠神經索彼此連結,以互相協調傳遞訊息啊。

以地球已知最快的神經傳導速度 200 公尺/秒為前提,頭尾長達 200 公尺的中型沙蟲,訊息從頭傳到尾需要整整一秒,更別說更大的沙蟲就需要更久的時間,這樣的神經傳導速度要應付沙蟲的動作協調和反應,真的來得及嗎?但仰望沙蟲那樣迅速的活動與反應,我不禁揣想沙蟲其實擁有地球生物不曾演化出來的神經傳導機制,所以具備望塵莫及的神經傳導速度吧?

尊敬的弗瑞曼人啊,如果有族人正巧遇見沙蟲神聖的大體時,可以請您們幫我仔細觀察沙蟲令人敬畏的軀體內的神經系統嗎?

就算依照厄拉克斯星球的重要文獻「沙丘」所述,沙蟲體內只有分散的神經節點,那大概就像是地球上的蛭類一樣的神經系統,但身體前段與後段的神經節還是離得很遠啊,該怎麼快速傳導神經訊息呢? 圖/Nervous Systems

其實,我光是從歷年來的生態人文記錄片中,隔著螢幕就可以感受到沙蟲令人敬畏的魄力,曾經與祂面對面、被祂的陰影與低鳴吞噬的弗瑞曼人您們,必定更是深深臣服於祂的神性。

而坦白說,沙蟲那麼龐大的體型,在厄拉克斯星球的沙漠中還能夠存活多年,也實在是一種奇蹟。地球上最大的動物藍鯨要靠著吞食大團磷蝦與小魚來支撐所需能量和營養,沙蟲又比藍鯨大上了 50 倍有餘,需要的食物也該有十倍以上才對。

然而以生態學的角度來看,厄拉克斯星球的沙漠看起來就沒什麼初級生產力,沙蟲光靠吃沙子裡面的浮沙生物(Plankton,姑且容我如此翻譯)怎麼可能撐得起自身所需的龐大能量,實在令人費解。

地球上的鬚鯨需要大量取食小魚小蝦,才能撐起龐大身體所需的能量和營養。

基於我們近年來在地球的微生物群聚生態學的研究進展,請允許我做出如此大膽的猜想:沙蟲或許並不真的靠沙子和浮沙生物為食,而是在體內保有大量的、緊密共生的自營微生物,藉由這些自營微生物光合作用產物的供養,獲得大多數的必須營養與能量甚至還可能有氧氣。

如果我大膽的猜想屬實,那麼在神秘的沙漠深處,沙蟲的日常生活或許就只是攤在沙漠表面曬太陽,不時翻個面確保曬得均勻,讓體內各處的共生自營微生物都能夠充分進行光合作用。

當然,我相信弗瑞曼人對沙蟲的觀察依然無誤,沙蟲的確會吞食沙子和裡頭的浮沙生物,但是目的或許不是為了以這些浮沙生物為食,而是要把它們納入體內收集起來,成為緊密共生的好夥伴。

畢竟,殺掉一隻母雞頂多飽餐一頓,但是把母雞養起來就可以持續獲得雞蛋,沙蟲這樣收集共生自營微生物並且永續經營利用的習性,不也正展現祂們富有靈性與智慧的存在嗎?

地球上有好些水母湖,湖裡面的水母整天只管翻面曬太陽讓體內共生微生物行光合作用提供養分過活。小小的水母都有如此本事,巨大的沙蟲身上有些特殊的共生微生物提供各種好處也不會太意外吧。

如果弗瑞曼族人們覺得我的猜想似乎有理,那麼請容我更進一步說明。

共生自營微生物跟沙蟲緊密依存的假說,不僅能夠解釋沙蟲龐大身軀的營養來源,也可以解釋沙蟲身邊的火光與閃電現象。根據重要文獻所述,沙蟲的排泄物會產生大量氧氣,移動時尾部還常伴隨摩擦而來之火花與氧氣燃燒的火光。

但我們從地球的基礎化學知識得知,氧氣只是助燃氣體,真正燃燒的必定另有他物,如果沙蟲體內的共生自營微生物會產生氫氣或甲烷等易燃易爆氣體,混合氧氣後只要有點靜電火光就會爆炸燃燒,那麼沙蟲的糞便產生大量氧氣、移動時候尾部會冒出火光就不再只是神秘奧妙的現像,而是合理的化學反應與氣體燃燒了。

同樣的,弗瑞曼人歷代所描述的沙蟲,在沙漠淺層水平移動時的高速摩擦會產生閃電,也可能並非真的閃電,而是和沙蟲體內共生自營微生物的產氣有關。

厄拉克斯星球的空氣那麼乾燥,沙蟲移動時要累積靜電很容易,但是要突破大片乾燥空氣的絕緣特性,在沙蟲周圍產生長距離的閃電弧光則應該非常困難。但只要沙蟲體內有大量會產出易燃易爆氣體的共生自營微生物,當沙蟲移動時為了把沙團液化所以從氣孔往前噴氣,氣流裡面的易燃易爆氣體與氧氣混合以後被靜電點火,爆炸瞬間燃燒出銀色或藍色條狀火焰,看起來不就像是閃電模樣了嗎?

如此一來,沙蟲周圍的電光火花等異象也就都解釋得通了。

沙蟲體內如果有很多共生自營微生物產出的沼氣、甲烷或氫氣,往尾部或頭部噴出以後,被靜電的火花點著燃燒出藍色火光,看起來以為是閃電也不意外。 圖/Youtube

不過,地球的自然總有令人難解之處,厄拉克斯星球的自然當然也不例外。

我始終無法想像,如果沙蟲其實主要依賴共生自營微生物獲得能量和營養,平時只要曬太陽就能輕鬆過活,為什麼還要有強烈領域性呢?沙蟲們排好躺平一起曬太陽互不干涉也是挺好的不是嘛?這一點實在令人費解啊。

抱歉,再次強調我對沙蟲沒有一點不尊敬的意思,也理解弗瑞曼族人一時可能不容易接受這些大膽的沙蟲猜想和假說。無論如何,非常感謝您撥空讀信與理解,希望能夠很快收到來自厄拉克斯星球的回音,給我這個地球上的沙蟲愛好者更多的指引,衷心感激。

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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