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熊蜂的瘟疫

葉綠舒
・2012/09/15 ・1116字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 400 ・四年級

相信見過熊蜂(bumblebee)的人應該都印象深刻,畢竟黃黑相間的條紋加上碩大的體型,看到了很難不留下印象。當然,最近這幾年比較出名的「熊蜂」是「變形金剛」。

熊蜂主要分佈在北半球,不過也有些是南半球原產;比方說Bombus dahlbomii這種熊蜂,就是原產於南美洲,而且在南美洲南端,他是唯一的熊蜂。這種熊蜂是目前全世界體型最大的。

但是,Bombus dahlbomii目前正遇到空前的危機(1)。而這個危機,與當地的人引進了新種的熊蜂(白尾熊蜂,B. terrestris)有關。

白尾熊蜂(B. terrestris),圖片連結

熊蜂身上帶有一種單細胞的寄生蟲Apicystis bombi,這種寄生蟲會使感染的熊蜂死亡。過去南美洲的幾種熊蜂體內從來沒有檢出這種寄生蟲,而在2006年–當這些刻意被引進在溫室中擔任授粉者的白尾熊蜂第一次出現在南美洲南端時–以後收集的樣本,卻檢出了這種寄生蟲的DNA。

也差不多在2006年,當白尾熊蜂出現在南美洲南端時,南美原產的熊蜂開始消失。奇妙的是,在歐洲的白尾熊蜂,只有1%到8%體內檢出寄生蟲;但是在南美洲的白尾熊蜂,幾乎有半數都檢出。難道有什麼生存競爭嗎?

但是,這兩種熊蜂的消長,並不能以單純的「生存競爭」來解釋;畢竟南美洲原產的熊蜂具有相當長的舌頭,而因為這樣,他採食的花和白尾熊蜂的花不一樣。

唯一的解釋就是:因為南美洲原產的熊蜂,對歐洲來的兄弟身上的病菌沒有抵抗力,所以只要踩過歐洲來的兄弟踩過的花、葉,南美洲的熊蜂就危乎殆哉了。感染有多嚴重?目前在南美洲,已經有80%的區域看不到原產的熊蜂了。

科學家預測,不出幾年南美洲的熊蜂就要絕種;而這會使得安地斯山脈(Andes)的許多植物絕種,因為Bombus dahlbomii是他們的主要授粉者,尤其是對於具有長管狀花的植物,因為只有Bombus dahlbomii有夠長的舌頭,所以Bombus dahlbomii的消失,對這些植物肯定是個極壞的消息。

這類的新聞隔一段時間就會出現,每次看見時總是讓筆者慨嘆良久。記得上次聽到廣播裡面有位專家說:人類是地球上唯一會改變環境來適應自己的動物,但是人類往往把環境改變到讓附近的生物無法生存。為了要讓溫室裡的植物能容易地被授粉,南美洲的人由歐洲引進了白尾熊蜂,如今卻使得原產的熊蜂即將絕種,接著影響到當地的植物,然後呢?人類常以為自己可以操控自然,但如不懷抱敬天愛地的精神,最後自然總還是會來反撲的。為何人類還不能覺悟呢?

參考資料:Anthony King. 2012. Plight of the Bumblebee – ScienceNOW

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葉綠舒
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做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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鹹味小知識:蜜蜂比較喜歡鹹鹹的花蜜?
椀濘_96
・2022/04/26 ・3413字 ・閱讀時間約 7 分鐘

民以食為天。日常裡,我們習慣以鹹食作為正餐,可想而知,鹹的味覺感知一定有著其必要性,使得我們懂得去尋找並補充帶有鹹味的食物。

食鹽長怎樣?

聰明的你或許已經想到了!關於鹹味,那就不得不提——鹽。

現代人類在食物中添加鹽作為調味劑,統稱為食鹽。我們常使用的餐桌鹽為一種含有 97~99% 氯化鈉(NaCl)的精製鹽。

常見的食鹽,餐桌鹽。圖/維基百科

氯化鈉是一種常見的離子化合物,在多數情況下呈現白色粉末狀,其結晶為半透明的立方體;其內部結構為史上第一個測試的晶體結構,由帶正電荷的 Na+ 和帶負電荷的 Cl所組成。Na+ 與 Cl在相互垂直的 3 個方向平面上,以 1:1 的比例均勻分布,如下圖所示。

圖中的綠色圓球為氯離子(Cl-),紫色為鈉離子(Na+)。圖/維基百科

鹽含有維持生理機能的所需物質,除了用來增添風味、滿足口腹之慾以外,也能讓我們從中獲取所需的營養。適當攝取氯化鈉對健康有許多好處,不僅有助於使肌肉鬆弛,也能幫助細胞吸收養分。

而氯化鈉當中的鈉離子,更是在人體中扮演著重要角色!

「鈉」很重要,「鈉」很重要,「鈉」很重要!

鈉離子為體液中重要的電解質,可以維持神經和肌肉正常活動;血液中的鈉離子濃度影響著神經傳導物質的信號;而鈉離子也幫助代謝、維持體內滲透壓,以及穩定酸鹼平衡等重要生理活動。

除此之外,鹹味的感受主要也是透過鈉離子觸發的

這邊我們額外提一下,味覺的感受可分為兩種:一種是透過 G 蛋白耦合受體獲得的,也就是讓味覺感受器及味道分子耦合味蕾上的 G 蛋白味導素(Gustducin),進而產生甜味、苦味、鮮味;另一種則是離子(如:H+、Na+ 等)通過味覺細胞上的離子通道,導致細胞的膜電位產生變化,進而引發神經刺激,產生酸味和鹹味。

酸與鹹的感受像是離子通過安檢閘門;而苦、甜、鮮則像是積木,需兩兩吻合才能結合。圖/NIH[1]

回到鹹味的感受,當鈉離子經由味覺細胞頂端微絨毛表面的鹹味受體——上皮鈉離子通道(epithelial sodium channel)進入細胞後,就會造成細胞內的膜電位改變,促使味覺細胞釋出神經傳導物質,刺激感覺神經末稍,將神經動作電位傳達至腦部,感受出鹹味。

人體一旦缺乏鹽分,或者說是缺乏鈉時,會造成體內電解質失衡。頭痛、暈眩、懶散等初期症狀較不易察覺;然而,嚴重的話,則可能引發肌肉痙攣、血壓下降,甚至心臟衰竭而死亡。

另外,我們也需要知道,不只是人類,對於所有動物而言,鹽分的攝取是非常必要的。

只要是動物都需要鹽哦!

動物如何攝取鹽分與飲食方式有關。牠們會想方設法尋覓鹽分,如肉食性動物可透過捕食獵物獲得,肉品中的鈉含量足以供牠們維持生理運作;然而,植物無法提供足夠的鹽分,因此,野外的草食性動物會大群移動、遷移尋找有鹽分的地方,如鹽土、天然礦鹽等,而圈養型的飼主則需提供鹽磚,讓動物透過舔舐含鹽物質,滿足自身所需的營養。

野外的草食性動物會大群移動、遷移尋找有鹽分的地方,如鹽土、天然礦鹽等。圖/Pixabay

當然,那些在植物周圍打轉的昆蟲也不例外——牠們亦須設法獲取鹽分。

近期,皇家學會(Royal Society)《生物學報》(Biology Letters)發布了一篇與動物攝取鹽分相關的報告。研究發現,蜜蜂這類會幫助植物授粉的物種(pollinator,可譯為傳粉者)會在吸食花蜜時,選擇含鹽量較高的植物,藉此補充自身所需的鈉。

蜜蜂比較喜歡鹹鹹的花蜜?

過去就有研究表明,蜜蜂主要吸食的花蜜僅含有少許營養素,而所採集的花粉中,主要為鉀、鈣、鎂等礦物質,其含量在夏秋兩季之間會有所不同。

由此可知,僅靠花卉飲食並不足以維持個體生命,甚至是支撐起整個蜂群,因此蜜蜂會透過其他攝食方式來補足所需的礦物質,其中則包括鈉。例如:比起在乾淨的水源中覓食,蜜蜂反而更喜歡「骯髒」(這裡的骯髒是指富含化合物)的水,又或者是食用腐爛的水果、肉品,從中取得鈉。上述兩個例子也在實驗中發現,比起攝取其他礦物質,蜜蜂更偏愛鈉

綜上所述,再回到生物學報上的研究報告,該研究團隊試著證明比起髒水及腐食,花蜜中的鈉含量若是足夠,或許也會受牠們青睞,進而從中獲取營養。於是,團隊提出了這樣的問題:「花蜜含鈉量的多寡,是否會影響蜜蜂吸食時選擇的花卉?」換句話說,就是「含鈉量越高的花蜜,是否更能吸引蜜蜂拜訪?」

含鈉量越高的花蜜,是否更能吸引蜜蜂拜訪呢?圖/Pixabay

實驗過程及結果

該研究團隊選擇了五種原產於佛蒙特州(該實驗室位置)的開花植物,其中包括蓍草和紫錐花,並種植在面積約一個籃球場大的溫室裡。

在每個溫暖、有陽光、適合授粉的日子裡,研究人員都會使用微型手動泵,將原有的花蜜從花中吸出,改以含糖溶液代替。每一種植物中,有一半被注入含有 1% 鹽的人造花蜜,而另一半則不含鹽;隨後,全天觀察植物,追蹤前來拜訪花朵採蜜的蜜蜂、螞蟻和蝴蝶。實驗從 2021 年 7 月開始進行,為期一個月。

實驗結果發現,對於任一種花而言,被含鹽花蜜的花所吸引的各類傳粉者,為僅含糖的兩倍;進一步說明,花蜜中的鈉含量多寡,確實影響了傳粉者對於花卉個體的選擇。

現代植物已經演化出許多種方法來吸引傳粉者,其中包括產出含有傳粉者必需的營養物質之花蜜,吸引牠們前來幫助授粉。

鈉是傳粉者必需的礦物質。考量到植物的花蜜中通常含有少量鈉,而在同一物種中,鈉的含量可能因個體而異,加上現階段關於花蜜與傳粉者間的相關研究較少;因此該團隊人員就實驗結果討論出:花蜜中的鈉可能在植物—傳粉者相互的生態和演化中,發揮著重要但仍未被重視的作用

實驗結果發現,花蜜中的鈉含量多寡,確實影響了傳粉者對於花卉個體的選擇。圖/Pixabay

結語

筆者認為,動物均有尋找鹽分的能力,若花蜜中含有足夠的鈉,那麼就近取得確實容易許多,似乎就不用倚靠其他方式來攝取鈉。筆者也期待未來能有更深入的研究,進一步確認兩者間的相關性,甚至是演化趨勢。

最後,不忘提醒讀者,現代社會中鹽分的攝取非常容易,人類膳食中大多數的鈉來自食鹽,而在一般情況下,人體所需的鈉含量不易缺乏。根據世界衛生組織建議,成年人每天應攝取少於 2,000 毫克的鈉,相當於 5 公克的食鹽。因此,在享用美食的同時,應謹記鹽攝取量不宜超過每日所需。高鹽飲食可能出現高血壓、中風、心臟病等健康危機。

註解

  1. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al., editors. Neuroscience. 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2001. Taste Receptors and the Transduction of Taste Signals.

參考資料

  1. Pollinators like their flowers with a dash of salt—Science news
  2. Finkelstein Carrie J., CaraDonna Paul J., Gruver Andrea, Welti Ellen A. R., Kaspari Michael and Sanders Nathan J. (2022). Sodium-enriched floral nectar increases pollinator visitation rate and diversity. Biology Letters. 18:20220016
  3. Bonoan, R.E., Tai, T.M., Tagle Rodriguez, M., Feller, L., Daddario, S.R., Czaja, R.A., O’Connor, L.D., Burruss, G. and Starks, P.T. (2017). Seasonality of salt foraging in honey bees (Apis mellifera). Ecological Entomology, 42: 195-201.
  4. Dorian, N.N. and Bonoan, R.E. (2021). Stingless bees (Apidae: Meliponini) seek sodium at carrion baits in Costa Rica. Ecological Entomology, 46: 492-495.
  5. Insects & Pollinators
  6. 新竹市立動物園—草食動物營養知識 / 需要吃鹽?
  7. 鹽的故事:妙不可「鹽」–鹽的重要性與應用—科技大觀園
  8. 味覺產生的分子機制上(Taste)—科學 Online
  9. 味覺產生的分子機制下(Taste)—科學 Online
  10. 氯化鈉—科學 Online
  11. 食鹽—維基百科
  12. 氯化鈉—維基百科
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世界最小微型電腦,揭開蝸牛躲過大屠殺的可能原因!
羅夏_96
・2021/07/05 ・3890字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

生物滅絕是我們所不樂見的,當我們在新聞報導上看到某些物種滅絕,或者瀕臨滅絕,總會感到痛心疾首。不過你知道在過去 50 年間,有一群生物經歷了近乎完全滅絕的慘案,但卻不太為人所知嗎?接下來讓我們一起了解這個悲劇的始末,與殘留的生物究竟是怎樣躲過滅絕的。

太平洋島嶼的蝸牛多樣性世界第一

一般大眾可能對蝸牛的興趣不大,不過在太平洋的眾多島嶼上 (從法屬玻利維亞群島到夏威夷群島),當地原住民就對蝸牛非常感興趣。這是因為這些島上的原生種蝸牛,許多都有著鮮豔的外殼。像大溪地和夏威夷的原住民會收集並加工這些漂亮的蝸牛殼,做為展示地位象徵的首飾與裝飾品。

根據研究,太平洋群島上的蝸牛多樣性是世界上最高的,因此這些蝸牛不只吸引原住民,也吸引不少研究生物多樣性的專家前來朝聖。

而一場戰爭的到來,不僅打亂了島上居民的生活,也為這些在島上平穩生活的蝸牛們帶來意想不到的腥風血雨。

夏威夷蝸牛- 维基百科,自由的百科全书
被當作裝飾品賣的夏威夷蝸牛殼。圖/Wikipedia

外來種大亂鬥,原生種蝸牛遭池魚之殃

二次大戰期間,非洲大蝸牛 (Lissachatina fulica) 作為戰備糧食,被大量引進到這些太平洋島嶼1。而在戰爭後,這些非洲大蝸牛很快就成為當地島嶼的隱患。

非洲大蝸牛是對農業有嚴重危害的外來種,牠們的食量大且食性雜,從農作物、花卉到林木都是牠們的食物,而且牠們的繁殖速度極快,這讓島上很快就遍布非洲大蝸牛。雖然非洲大蝸牛沒有威脅到原生種蝸牛的生存,但數量龐大且食量巨大的非洲大蝸牛,很快就威脅到島上的農作物生產。為了對抗非洲大蝸牛,人類決定用「生物防治法」除掉牠們。而這個決定,敲醒了島上原生種蝸牛滅絕的喪鐘。

Achatina fulica Thailand.jpg
非洲大蝸牛。圖/Wikipedia

生物防治法簡單來說就是利用自然界生物間的平衡力量,也就是利用各種天敵如捕食性昆蟲以及殺蟲微生物等生物性方法消滅外來種。而人類為了對抗非洲大蝸牛,所使用的生物防治法是引進另一外來種——玫瑰蝸牛 (Euglandina rosea)。

玫瑰蝸牛是一種原產於北美南部森林的中等體型蝸牛。和一般蝸牛的草食性不同,玫瑰蝸牛是專吃其他蝸牛的肉食性蝸牛!因此人們想靠玫瑰蝸牛來吃光島上的非洲大蝸牛。1955 年,美國政府開始將玫瑰蝸牛引進夏威夷群島,而其他太平洋島嶼也於 1958 年開始陸續跟進這個做法2。但玫瑰蝸牛引進後,人們很快就發現事情大條了。

Euglandina rosea.jpg
玫瑰蝸牛。圖/Wikipedia

首先,非洲大蝸牛的數量並沒有減少,牠們還是大肆地破壞農作物。接著,島上原生種蝸牛的數量越來越少了。後來研究發現,比起來非洲大蝸牛,玫瑰蝸牛更愛吃原生種蝸牛。而原生種蝸牛面對玫瑰蝸牛這種兇猛的外來殺手,根本毫無抵抗力,只能等著被宰。

當人們終於意識到問題的嚴重性並準備做出干預手段時,卻為時已晚。根據研究,夏威夷群島本來有 81 種原生蝸牛。但在引進玫瑰蝸牛的十年後,島上 90% 的原生種蝸牛都被玫瑰蝸牛屠戮殆盡,而夏威夷政府和科學界根本無力阻止這場恐怖的屠殺,最後只能將剩餘的原生種蝸牛移到動物園或保護區做保護。2019 年,世上最後一隻金頂夏威夷樹蝸 (Achatinella apexfulva) — 「喬治」逝世,這標示著又一夏威夷原生種蝸牛滅絕3。而其他太平洋群島狀況也好不到哪去,以大溪地為例,島上本來有 61 種原生蝸牛。在玫瑰蝸牛引進的十年內,56 種原生蝸牛就被消滅殆盡4

這個引進玫瑰蝸牛的決策,可謂是生物防治法上的重大「失敗」案例,不僅消滅不了非洲大蝸牛,還對原生種蝸牛造成毀滅性的打擊。這個案例也告誡人們,未來想要再使用生物防治法時,務必要審慎思考。

不過在這種絕望的情況下,至今仍有少數的原生種蝸牛堅強地在野外生存。這就引起不少科學家的好奇心,想了解這些原生種蝸牛究竟是怎麼逃過玫瑰蝸牛的毒手。而來自密西根大學的生物學家和工程學家,就組成一個跨領域的研究團隊,一起攜手研究出可能的原因5

蝸牛怎麼逃離致命殺手,難道是靠反光?

Partula hyaline (P. hyalina) 是少數仍存活在大溪地森林中的原生種蝸牛,牠們有著白色的外殼,並且大多生活在樹林邊緣。而這兩條線索,讓密西根大學生態學系的兩個專門研究太平洋群島蝸牛滅絕的科學家 —— Cindy Bick 博士和其指導教授Diarmaid Ó Foighil 博士,有了一個 P. hyalina 逃過玫瑰蝸牛追殺的假設。

A Partula hyalina snail resting on a wild red ginger leaf next to a Michigan Micro Mote computer system in a forest edge habitat in Tahiti. Image credit: Inhee Lee
睡覺的P. hyaline (左)和 M3 微型電腦 (右)。圖/news.umich.edu

蝸牛一般生活在比較潮濕,躲避太陽直曬的地方,這是因為蝸牛要維持其皮膚上的黏液。如果在太熱的地方,會讓其皮膚失去黏液,而這對蝸牛來說是致命的。P. hyalina 生活在樹林邊緣,這表示牠生活的環境會比生活在樹林中的玫瑰蝸牛,接受到更多的日照,溫度也更高。而這樣的環境會讓玫瑰蝸牛因過熱而失去黏液,讓玫瑰蝸牛不想接近。

但這樣的環境,對 P. hyalina 而言不會太熱嗎?由於 P. hyalina 的殼是白色的,讓牠能反射更多日光,這樣就能降低日照對牠的影響。因此 Bick 和 Foighil 認為,P. hyalina 因有著白色外殼而能生活在高日照地區,藉此躲避玫瑰蝸牛的追殺。

要驗證這個想法,只需要在蝸牛身上裝上光照感測器,測量並比較 P. hyalina 和玫瑰蝸牛生活環境的光照數值就行了。恩,講得容易,但做起來不簡單。

因為現有的光照感測器都必須裝上鈕扣型電池,這導致感測器的大小 (12*5*4 mm) 會嚴重影響蝸牛的行動。如果會影響蝸牛的行動,就很難還原牠們真實的生活模式,這樣得到光照數值就不會準確。

微型電腦的神助攻

正當 Bick 和 Foighil 苦惱於沒有好的光照感測器時,Bick 得知了一個消息:密西根大學開發出目前公認最小的微型電腦 —— Michigan Micro Mote ( M3 )6,大小只有 2*5*2 mm,而這個大小放在蝸牛身上,非常合適。於是她立刻與 M3 的研發團隊聯繫,希望他們能提供協助。而 M3 的研發團隊在深入了解 Bick 和 Foighil 的需求後,決定與 Bick 和 Foighil 組成聯合研究團隊。他們修改了 M3 的程序,並將其改造成能以太陽能發電的微型光照感測器。

研究團隊先在密西根野外測試 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上後,並不會影響玫瑰蝸牛的行動,同時 M3 也能長時間的偵測光照數值。確認一切妥當後,他們便前往大溪地進行實驗。

研究團隊成功在野外測試將 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上。影片來源:參考資料 5

到了大溪地後,他們遇到一個問題,那就是不能在 P. hyalina 身上安裝 M3 。因為P. hyalina 是受保護的瀕危物種,不允許任何可能傷害牠們的行為,於是研究團隊採用間接的方法。由於 P. hyalina 是夜行動物,白天牠們會附在樹葉的背面睡覺,因此研究團隊就將 M3 安裝在 P. hyalina 休息的葉片頂端和底部,來觀察其生活環境的光照數值。研究團隊另外將 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上,藉此比較兩者生活環境的光照數值。

(b) M3 安裝在 P. hyalina 附近。(c) M3 直接安裝在玫瑰蝸牛身上。圖/參考資料 5

結果顯示,白天 P. hyalina 所休息的環境中,其照度註1 ( 7674-9072 lux )遠超玫瑰蝸牛所能容忍的 ( 540-772 lux )。而這個結果符合 Bick 和 Foighil 的假設,即 P. hyalina 能生活在高日照地區,以此躲避玫瑰蝸牛的追殺。

不過可能會有人好奇,玫瑰蝸牛難道不會在清晨光照較弱的時候,去捕食 P. hyalina 嗎? 

研究團隊在野外觀察發現,P. hyalina 大約在上午 9 點左右就寢。此時的光照量雖然仍在玫瑰蝸牛的忍受範圍內,但等牠們捕食完再移動回到陰暗處,時間會到上午10 點,而此時的光照量就遠超玫瑰蝸牛的最高容忍值了。因此玫瑰蝸牛若要去捕食 P. hyalina,很可能吃飽後就死在半路上了。

雖然藉著 M3 的協助,證實了 P. hyalina 能生存在光照量較高的環境,但是否光照量是決定 P. hyalina 不被玫瑰蝸牛所捕食的原因,仍需要很多實驗驗證。不過研究團隊表示,這個實驗開啟了研究無脊椎動物的新世界,因為 M3 這種微型電腦的發明,讓隨時監控這些無脊椎動物的生態與行為變成可能。

或許未來隨著 M3 對玫瑰蝸牛與原生種蝸牛的有更多認識的同時,也能找出拯救這些瀕危蝸牛的新方法。甚至隨著微型電腦的廣泛應用,能讓我們看到小型動物更多的生態與行為,大大開啟科學研究的新視野!

註釋

  1. 照度:是每單位面積所接收到的光通量,SI 制單位是勒克斯 (lux)。居家的照度一般在 300-500 勒克斯之間。

參考資料

  1. 非洲大蝸牛
  2. 玫瑰蝸牛
  3. 世上最後一隻金頂夏威夷樹蝸「孤獨喬治」逝世,終年14歲
  4. Régnier C, Fontaine B, Bouchet P. Not knowing, not recording, not listing: numerous unnoticed mollusk extinctions. Conserv Biol. 2009 Oct;23(5):1214-21. doi: 10.1111/j.1523-1739.2009
  5. Bick CS, Lee I, Coote T, Haponski AE, Blaauw D, Foighil DÓ. Millimeter-sized smart sensors reveal that a solar refuge protects tree snail Partula hyalina from extirpation. Commun Biol. 2021 Jun 15;4(1):744.
  6. Michigan Micro Mote (M3) makes history as the world’s smallest computer
  7. Snails carrying the world’s smallest computer help solve mass extinction survivor mystery
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羅夏_96
52 篇文章 ・ 609 位粉絲
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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當科學家也懂斗內,帶乾爹露營、登上 Science!通通不是問題!
羅夏_96
・2021/05/21 ・3320字 ・閱讀時間約 6 分鐘

你能想像嗎?科學家透過一篇「斗內」來的研究發現,驢子不僅會自己在沙漠中挖水井,甚至會「無私分享」給大家飲用,並增加當地環境的生態多樣性1!這個讓人驚艷不已的研究近期已發表在 Science 期刊上,研究過程也非常的戲劇性,接下來,讓我們一起看看這個研究是怎麼開始的吧!

露營的意外發現——挖水井的驢子

這一切,都得從九年前開始說起。

Erick Lundgren 是亞利桑那州立大學的博士生,專門研究鳥類、哺乳動物以及河流生態系統,他經常在亞利桑那州的索諾拉沙漠附近紮營,觀測該地區的生態。

陡峭的峽谷、巨型仙人掌和胡楊,和棲息在此處的許多動物構成了索諾拉沙漠的生態景象。圖/維基百科

在一次露營中,Lundgren 在沙漠中發現了一些不尋常的「洞」,而這些洞的周圍堆滿了被挖出來的沙,就好像是有誰在刻意在此處挖洞一樣,這引起他的好奇心,於是他在洞口附近放置了幾個拍攝動物的錄影機。

幾天後,他從影像中找到這些洞的始作俑者 —— Burro。在美國,Burro 可以代表任何小型的驢子,包括居住在亞利桑那州和加利福尼亞州的一些野生驢子。

只要靠近洞口就可以發現,這些洞附近的沙子都很「濕潤」,有些的洞表面甚至會有一層乾淨的水。

正在挖洞的驢子。圖/ The Unseen Ecology of the Wild Burro

這些「洞」到底是什麼呢?在此之前,其實科學家早就知道有許多動物會自己「挖水井」,例如北美的野馬和非洲的大象,因此 Lundgren 也認為,驢子不是為了好玩而挖洞,而是為了喝水才創造出這些坑洞。

後續的影像證實了 Lundgren 的想法,在影片中,這些驢子確實會從挖好的洞中喝水。

野馬(左)和大象(右)也會自己挖水井。圖/參考資料1

不過令他意外的是,不只是驢子會來此喝水,連野馬、野豬、水牛、山羊、鹿和郊狼,都會跑來水井喝水!此外,這些「驢井」也是不少植物如木棉和柳樹喜愛的生長地。

這些發現,讓 Lundgren 想出了一個新計畫。

Wild burros digging wells,來自 Erick Lundgren 的 Youtube 頻道。

事實上,驢子(Equus asinus)長期以來普遍被美國科學界認為是「有害」的外來種,因此科學家大多關注並且研究驢子對當地植被的危害、驢子與原生物種的競爭關係。

然而,在 Lundgren 眼中,驢子所挖的驢井卻能夠讓當地不少動、植物都受惠,也就是說,驢子其實不像大家所認為的只會對環境帶來破壞,因此,Lundgren 決定開始深入了解驢井對當地生態系的貢獻。

你斗內,我研究!

2015 年,Lundgren 向亞利桑那州立大學提出研究計畫,得到研究經費後,他用這些經費買了幾台狩獵用跟蹤攝影機,並觀察到了 13 種動物到驢井飲水的畫面。

但無奈的是,這個研究計畫要觀察的區域非常的廣,也需要花費一定的時間才能看出驢井對當地生態的影響,相比起來,大學給的經費實在是杯水車薪,無法負荷如此龐大又耗時的計畫。

在申請不到更多經費的情況下,Lundgren 決定另闢蹊徑!

2016年,Lundgren 將自己的研究計畫放到美國最大的募資平臺 Indiegogo 上,希望大家能「斗內」自己的驢井生態學研究。

當然,斗內不是白給的:

  • 捐贈 150 美元,可以獲得團隊贈予的 8*10 英寸的驢子照片一張
  • 捐贈 500 美元,則能獲得 16*20 英寸的驢子照片一張
  • 如果捐贈 1500 美元,就能和研究團隊一起到野外露營,和驢井近距離接觸,而且包吃、包住、包交通!

Lundgren 在 Indiegogo 上設定的募資目標為 1000 美元(雖然他表示 8000 美元較為理想),最終成功募到了 4790 美元。

Lundgren 當時在 Indiegogo 上的募資計畫,現在上網仍能看到。圖/The Unseen Ecology of the Wild Burro

他用募資的錢購買了數十台狩獵用跟蹤攝影機,並帶著斗內的乾爹們一起去各個地點布置攝影機,而這一拍就是數年,順利蒐集了珍貴的研究資料。

只是多了幾口井,真的有那麼重要嗎?

「水資源」是沙漠生態系統內,影響生物間相互作用的重要因素,當動物沒有足夠的飲水時,牠們只能選擇直接通過食物來解決水的攝取,例如狼群會捕捉更多的獵物、食草動物會食用更多的植物。

對水的激烈爭奪會讓該地區只剩少數物種能存活,最終使該地區的生物多樣性降低。

根據 Lundgren 的研究顯示,驢井確實對沙漠地區的生態系統有很大的幫助,主要體現在幾點上:

  1. 驢井能為環境提供額外 74% 的水資源
  2. 驢子頻繁的挖井,讓動物為了獲得水資源所移動的距離減少 65%
  3. 除了驢子外,有 59 種脊椎動物會來到水井附近,其中 57 種會飲水。這些動物從鳥類到大型哺乳類都有。
  4. 比起有洪水侵襲的河岸邊,驢井更適合樹木幼苗的發芽與生長,而這些幼苗的生長未來很可能會形成小型林地,讓該區域更有能力保住水資源
驢井也是不少植物喜愛的生長地。圖/ The Unseen Ecology of the Wild Burro

Lundgren 認為,隨著驢井的出現,某些區域生物們會減少因水資源而發生的鬥爭,並讓生物多樣性上升。

為了再次確定他的假設,他觀察並比較了「有驢井」、「沒有驢井」的區域,研究結果和他的假設一致:比起沒有有驢井的區域,有驢井區域的生物多樣性多出 64%!

這代表著,動物們不僅會主動地前往有驢井的地方,驢井也會降低了生物間為了爭奪水資源所產生的矛盾,並讓生物多樣性上升,可謂「驢子挖水井,眾生物受惠。」

感恩乾爹、讚嘆乾爹!

2017 年,也就是 Lundgren 收到斗內一年後,他回到 Indiegogo 平台上發文感謝大家,他在文中表示,借助大家斗內的資金,他所收集來的資訊已經寫成四篇科學文章,其中一篇甚至被頂尖期刊 Ecography 接受、刊登。

而在這之後的四年,Lundgren 陸續補充更多資料,最終就連 Science 也刊登了這項「斗內來的」驢井綜合性生態研究。

Lundgren在Indiegogo上感謝大家的貼文。圖/The Unseen Ecology of the Wild Burro

一起為驢子正名!

在索諾拉沙漠中,這種會挖驢井的驢子其實屬於外來物種,因此當地居民和政府單位都認為牠們會破壞植被與環境,多年來,大家都一直想除掉牠們,美國土地管理局甚至會採取獵殺的方式來消滅當地的驢子。

此外,由於主流的生態學研究對外來種大多是持負面態度,因此就連科學界也不待見這些驢子。

但 Lundgren 的研究顯示,外來種並非只會對當地環境帶來破壞,這些驢子所挖的驢井不但能提供更多的水資源,更有助於穩定該地區的生態系統。若把牠們都除掉,恐怕該地區的動物們又會陷入水資源的爭奪戰,讓生態系統再次不穩定。

收斗內的作者 Erick Lundgren。圖/University of Technology Sydney

不知道看到這邊,你對這篇研究有甚麼想法?

對筆者來說,除了知道驢子會挖水井、外來種也可能對當地生態系統有正面幫助的新知識外,最讓筆者印象深刻的其實是 Lundgren 為了研究經費而想出的「奇招」。

一般研究人員面對經費不足的情況時,往往只會忍痛放棄計畫,但俗話說:「山不轉路轉,路不轉人轉。」,Lundgren 為了繼續研究而想出「收斗內」的辦法,真的讓筆者大開眼界!

很多人都以為科學家是沉悶、沒有創意的,但許多科學研究往往是研究人員一時的靈感與創意造就的,而這篇研究就是很好的體現。其實不只科學研究,在生活中有時只要我們多花點心思,也許就能開創新的道路!

參考資料

  1. Lundgren EJ, Ramp D, Stromberg JC, Wu J, Nieto NC, Sluk M, Moeller KT, Wallach AD. Equids engineer desert water availability. Science. 2021 Apr 30;372(6541):491-495.
  2. https://www.indiegogo.com/projects/the-unseen-ecology-of-the-wild-burro#/
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