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成象體重夠分量 等同7台小客車

人間福報_96
・2012/10/23 ・1827字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

文/羅智華

Arno & Louise Wildlife@flickr

「大象大象,你的鼻子怎麼那麼長,媽媽說鼻子長才是漂亮……」相信大家對這首琅琅上口的兒歌一定不陌生,打從孩提時代,大象有著一根長鼻子的可愛形象就深植每個孩子心中,聰明又溫和的牠更是台北市立動物園的人氣王,受歡迎的程度可是一點也不輸給無尾熊和貓熊呢!

體型最大哺乳動物

我們都看過大象,但不見得每個人都了解大象生態。事實上,身為全球陸地上體型最龐大的哺乳動物,大象不但是自然界的「龐然大物」,就連母象當「孕婦」的時間也比其他生物來得久,懷孕期甚至還高出人類一倍時間,平均懷孕周期可長達20到22個月左右。

嘉義大學獸醫學系助理教授楊瑋誠表示,不同於昆蟲或爬蟲類等生物,大象要傳宗接代可說是一條辛苦的漫漫長路,每頭象大約要長到十歲以後才會開始進行交配,經過約「懷胎二十月」的孕期後,才能孕育出新生命,且平均一胎只生一頭象寶寶,因此每頭象寶寶都是母象捧在手中的「心肝寶貝」,只要一遇到危險,母象就會拚命保護小象不受危害。

在生態分類上屬於長鼻目、象科的大象可分為非洲象屬與亞洲象屬,其分布地主要是在非洲撒哈拉沙漠以南;中國南部以及南亞、東南亞等地帶的熱帶與亞熱帶區域。身為草食性動物的大象食量相當驚人,平均一天有十幾個小時都用來覓食與進食,每隻成年象一天可吃進幾十公斤食物。在吃多的情況下,體型也跟著日益龐大,楊瑋誠表示,一隻成象體重最重可達10噸左右,相當於7台小客車重量,壯碩體型讓許多草原上的生物看到象群經過時都會自動走避,以免自己不小心被象腳踢到而受傷。

credit: CC by Arno & Louise Wildlife@flickr

象腳也做SPA

不過,正因為大象體型龐大,因此承當重量的四隻象腳也就特別吃力,很容易發生腳部疾病,因此各國動物園都很注重象的腳部護理。以台北市立動物園為例,為了讓大象腳丫子可以健健康康,都會定期替牠們進行「象腳SPA」,不但有動物保姆幫大象洗腳、泡腳,甚至還有專人幫忙修象蹄,讓前來參觀的小朋友看了都忍不住羨慕地說「大象真幸福」!

除了有保母幫忙保養象腳外,很多小朋友都好奇為什麼大象在河裡「洗完澎澎」後,還要跑到泥漿裡打滾,把自己弄得渾身髒兮兮地呢!對此,屏東科技大學野生動物保育研究所教授裴家騏笑著說,這並不是因為大象不愛乾淨,而是因為大象皮膚有許多很深的皺褶,常有寄生蟲寄居其中,為趕走這些不受歡迎的「室友」,大象就會利用泥巴浴來幫皮膚裹上保護層,不但有助於驅離寄生蟲,當泥巴乾掉時,還能吸掉大象體表的熱量、降低體溫,可說是一舉兩得,這也是為什麼大象喜歡在泥漿中打滾的原因。

走私象牙猖獗  生態岌岌可危

儘管大象體型碩大,但幾乎沒有天敵的牠們在近一百年來,族群數量卻出現持續往下掉的窘況。原因之一就在於象牙走私情況嚴重,根據國際監控組織最新統計,光在2011年,全球就查獲有近40噸的非法象牙,換算下來,等同於有4000多頭大象被無情獵殺,數量之多引起國際保育組織關注。

其中又以近年富人階級崛起的中國大陸為最大走私國。雖然從1989年開始,國際上有許多國家都已明文禁止象牙的買賣,但亞洲地區對於象牙的需求卻沒有減少,許多富豪更為了收藏象牙不惜花大錢收購,因而助長走私市場日益猖獗。

「野生動植物走私一直位居國際非法貿易前三名,這也為野生動物帶來生態災難,」裴家騏有感而發表示,象牙其實是從大象門牙延伸出來的一部分,可用來輔助大象挖草挖洞;但長年來卻成為滿足人類私欲的收藏品,令人感慨。

除象牙走私外,棲息地受到破壞也是導致大象生態受影響的原因,因人類「與象爭地」,使得大片森林遭砍伐、草原被開墾為農耕地,就連賴以為生的水源也被人類瓜分;此外,像是很多觀光客會到東南亞一帶旅遊、騎乘大象體驗森林之樂,無形中也讓小象淪為人類圈養的賺錢工具。

「沒有需求就沒有買賣,建立生態觀念是首要之務,」裴家騏表示,要杜絕野生動物非法貿易的共犯結構,除仰賴各國政府與國際組織打擊走私行為外,推廣正確保育觀念亦是根本之道,只要你我都不買,自然就沒有人賣。

credit: CC by Craig Sefton@flickr

深度閱讀

不可思議的生態系

作者:兒玉浩憲    譯者:簡佩珊

出版社:晨星

出版日期:2010年10月29日


跟大象說話的人:大象與我的非洲原野生活

作者:勞倫斯.安東尼、格雷厄姆.史皮斯

譯者:黃乙玉

出版社:博雅書屋

出版日期:2010年12月22日

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人間福報_96
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人間福報每周五與你一起《遇見科學》

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缺乏火燒痕跡,也能判斷遠古人類已知用火?
寒波_96
・2023/01/11 ・3336字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

人類最早在什麼時候用火?這個問題非常難以回答。經過很久很久以後,火燒的痕跡不見得還會留下,分辨天然起火或人為生火也不容易。2022 年發表的兩篇論文採用不同分析辦法,判斷約 80 萬年前的以色列人已知用火。

🔥沒有痕跡,也能得知曾經炙熱

常理想來,物品被火燒過的痕跡應該很明顯。但是考古學、古人類學研究的對象距今幾千年起跳,甚至超過一百萬年,那麼久以前的火燒如今還能被分辨嗎?最近問世的兩項研究,順利突破此一難題。

一項研究採用的方法是「拉曼光譜」(Raman spectroscopy)。最最最基礎的原理是,材料被火高溫加熱過後,內部分子層級的排列會發生改變,即使外觀完全沒有變化,也有機會透過拉曼光譜分辨。

拉曼光譜考察的材料來自以色列的 Evron 採石場遺址,這兒出土一批石器與動物骨頭,估計年代為距今 80 到 100 萬年前。光看外觀,毫無被火燒過的跡象,但是分析後得知,有些燧石製作的石器曾經被加熱到超過 400 度,遺址中其他石頭卻沒有。動物骨頭方面,有一件象牙被加熱過。

遺址內沒有或有被火燒過的樣本,顏色、大小、形狀都沒有任何差異。按照以前的分析方法,我們會誤以為該群古早人不曾與火打過交道,這兒拉曼光譜的價值顯而易見。

光看石頭外觀,當年是否被火燒過,完全沒有差異。圖/參考資料 1

這篇論文的作者認為,以色列距今 80 到 100 萬年前的古早人已經懂得用火,他們有能力控制火源,長期小規模燃燒。更重要的是,這項研究證實,即使遺址乍看缺乏用火的痕跡,也可能只是舊的分析辦法看不出來,實際上用火未必那麼罕見。

🔥已知用火,不過做什麼用?

然而,當時的人類真的已經有意識控火,也就是已知用火嗎?光看這項研究的證據,其實有些疑慮。用火有目的,遺址環境是開放的空地,生火可能有煮食、取暖、威嚇掠食者等意圖,最容易判斷的應該是煮食。

被人類放在火上燒的動物性食物,骨頭應該也被加熱過,可是這項研究分析的動物骨頭卻只有一件象牙被火燒過,而象牙並非食物。除非是被加熱的動物骨頭沒有保留至今,否則實在難以想像,已知用火的古人類不會順便烹飪。

也許有讀者好奇,石頭不能吃,石器為什麼會被火燒呢?火是能改變物質狀態的能量,數萬年前的人類,有一種用火加熱修飾石器的技術;但是這種製作石器的手法相當先進,超過 80 萬年的古早人應該還沒這麼機智。更有可能是用過丟掉的石器(和象牙),在火堆旁順便被燒到,而非有意為之。

光是 Evron 採石場遺址的紀錄,天然起火也有機會產生一樣的結果。那個年代的古早人真的已知用火嗎?所幸幾個月後發表的另一篇論文打消我的疑慮,因為這項研究找到煮食的證據!

Evron 採石場遺址。圖/參考資料 3

🔥水深火熱的鯉魚

另一篇論文的分析方法是「X光繞射」(X-ray powder diffraction,簡稱 XRD),一如拉曼光譜,它能探索加熱過後物體內部的晶格變化,估計曾經升溫到幾度。

考察材料來自以色列的 Gesher Benot Ya’aqov(簡稱 GBY)遺址,這兒古時候是 Hula 湖的湖畔,有不少古代生態的記錄,出土阿舍利石器等人造物,也證實古人類曾在此生活。

GBY 遺址距今 78 萬年的地層中,出土許多魚的骨頭,超過 4.3 萬件,約有 4 萬件可以歸類,大部分屬於鯉科(carp,學名 Cyprinidae)、塘虱(catfish,學名 Clariidae)、慈鯛科(Tilapiini,學名 Cichlidae),都是淡水魚。

死魚骨頭不見得是人為造成,也可能是自然死亡沉積所致。另一處 Kinneret 古湖遺址也出土很多魚骨,兩處的化石組成卻截然不同。Kinneret 超過 99% 是魚骨,GBY 遺址則有超過 95% 是咽頭齒(pharyngeal teeth)

GBY 遺址出土的魚類遺骸,不只部位和天然遺存不一樣,也大量出現 2 種鯉魚:Luciobarbus longiceps 以及 Carasobarbus canis,都是口味適合人類食用的款式。由此推論,至少一些魚牙化石來自人類吃剩的大餐。

研究者先用現代魚牙測試,紀錄不同溫度燒過後,珐瑯質的晶格改變。接著再分析化石牙齒,對照估計化石當年經歷過多高的溫度。

結果判斷有些魚牙曾經被火燒過,多數未滿 500 度;這差不多就是露天生火的正常溫度,也足以將魚煮熟。由此推論,78 萬年前的以色列人或許已經配備火塘,會捕魚再煮熟來吃。

火烤就是美味?距今 78 萬年前的 Hula 湖畔,想像圖。圖/參考資料 5

🔥認識人類用火歷史的新方向

和稍早問世的論文一同考慮,僅管 78 萬年前的火烤魚稍遲一些,卻強烈佐證早於 80 萬年前的以色列人已知用火,因為用火煮魚顯然是有意識的控火行為,假設同一地區更早幾萬年的人群也具備類似技能,十分合理。最早生火煮食的年代,想來不只 78 萬年。

如今智人獨存,過往「人類」則有許多成員,距今 78 到 100 萬年前,已知用火的以色列古早人是什麼人呢?這題缺乏直接證據。可能是直立人,也可能是很初期的海德堡人(或波多人)。直立人起源於 200 萬年前的非洲,後來分佈廣泛又十分多變,海德堡人算是直立人的衍生型號;如果真是直立人已知用火,那麼可謂是機智的直立人。

何時已知用火依然是不容易回答的問題,根據現有資訊,距今 40 萬年前過後用火變得普及,距離遙遠的許多遺址,相對短期內出現用火的紀錄,有學者懷疑涉及文化與知識的傳播。

然而,新研究告訴我們,生火不見得會留下痕跡,也許早於 40 萬年前已有不少地方的人懂得用火,可是缺乏紀錄。還有可能 40 萬年內使用火源的人類,比已知還要更多。不論如何,2022 年發表的兩篇論文,預示了新的探討方向。

延伸閱讀

參考資料

  1. Stepka, Z., Azuri, I., Horwitz, L. K., Chazan, M., & Natalio, F. (2022). Hidden signatures of early fire at Evron Quarry (1.0 to 0.8 Mya). Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(25), e2123439119.
  2. Evidence of fire use at ancient campsite in Israel
  3. Artificial intelligence may have unearthed one of the world’s oldest campfires
  4. Zohar, I., Alperson-Afil, N., Goren-Inbar, N., Prévost, M., Tütken, T., Sisma-Ventura, G., … & Najorka, J. (2022). Evidence for the cooking of fish 780,000 years ago at Gesher Benot Ya’aqov, Israel. Nature Ecology & Evolution, 1-13.
  5. Oldest evidence of the controlled use of fire to cook food
  6. MacDonald, K., Scherjon, F., van Veen, E., Vaesen, K., & Roebroeks, W. (2021). Middle Pleistocene fire use: The first signal of widespread cultural diffusion in human evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(31), e2101108118.
  7. Widespread cultural diffusion of knowledge started 400 thousand years ago

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
184 篇文章 ・ 797 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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大象你的鼻子怎麼伸得這麼長?因為多功能皮膚也能伸展!
Peggy Sha
・2022/08/24 ・1627字 ・閱讀時間約 3 分鐘

「大象~大象~你的鼻子怎麼那麼長?」

在象鼻皺皺的皮膚下面,隱藏著超強伸展力。 圖/envatoelements

喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)最新的研究發現,大象皺巴巴的「皮膚」竟然隱藏著超強的「伸展之力」,跟肌肉簡直就是完美搭檔。有了隱藏的伸展力,大象就能夠加倍發揮象鼻的各種功能,還能將象鼻伸得更長、更遠!

又硬又軟的萬用工具!象鼻究竟有多強?

象鼻實在是非常神奇的存在,它擁有超過四萬條肌肉,既能柔軟靈活地捲起水果和樹葉,又能強悍地打斷樹幹、抵禦攻擊。究竟它為何能這樣「又硬又軟」靈活切換呢?

神奇的象鼻,靈活地就像大象的手一樣。 圖/GIPHY

為了深入探索象鼻的秘密,研究團隊特別跑去亞特蘭大動物園(Zoo Atlanta),設置了高速攝影機,紀錄下非洲大象用象鼻拿取食物的過程。

乍看之下,軟軟的象鼻似乎就像我們的舌頭一樣,是充滿肌肉的無骨組織。然而,它真正派上用場時,可一點兒也不像舌頭呢!透過鏡頭,研究人員發現:象鼻頂部底部的運動狀況完全不一樣。當大象伸長象鼻時,象鼻外側的延伸能力比內側強多了。仔細看看畫面,就能發現外側的象鼻其實伸得更長!

非洲象用象鼻拿取食物的過程。影/Georgia Tech College of Engineering

秘密就在皮膚裡!打開皺紋發揮伸展之力吧!

至於兩邊的長度為何會有如此大的差距呢?秘密原來就藏在象鼻的皺褶中!研究團隊解剖了大象屍體,發現象鼻外側與內側的皮膚非常不同——象鼻外側那摺疊起來的皮膚,比另一側的皮膚多出了約 15% 的彈性。

更有趣的是,大象移動象鼻的方式,跟章魚觸手這種軟趴趴器官常用的「平均伸展大法」十分不同,象鼻伸展時就像是打開了一把折疊傘,內部是固定的,而傘面則可以向外變寬、延伸。不只如此,大象們還會如同開折傘一樣「分批運動」象鼻喔!

怎麼說呢?牠們運用象鼻時,會先探出頂端,然後視需求一節一節依序運用後面的肌肉,不到萬不得已,絕對不會動到靠近身體這側的肌肉群!學者們表示,大象之所以會這樣動,是因為象鼻前端部分的肌肉量較少,動起來也比較不費勁,而大象其實就跟人類一樣懶,當然是追求越省力越好囉!

在拿取東西時,象鼻會由前往後一節節伸展。圖/envatoelements

借我學一下啦!皺褶象皮竟能應用在機器人身上?

另一方面,象鼻上這些皺巴巴的皮膚其實也十分堅硬,能起到重要的保護作用。比如說,在關節部分,一般肌肉容易拉伸,甚至拉傷,但如果有了皺褶,則需要花上整整 13 倍的力量才能拉伸。

這樣的保護力有什麼用呢?在未來,或許可以應用在仿生機器人身上喔!許多仿生機器人都會設計液壓系統,雖然十分靈活,但施力時卻也非常容易斷裂。如果我們能在機器人身上添加一些皺巴巴的皮膚,不僅能提供更強大的保護力,也讓機器人在運用上出現更多不同的可能性。

參考資料

  1. Skin: An additional tool for the versatile elephant trunk
  2. Schulz, A. K., Boyle, M., Boyle, C., Sordilla, S., Rincon, C., Hooper, S., Aubuchon, C., Reidenberg, J. S., Higgins, C., & Hu, D. L. (2022). Skin wrinkles and folds enable asymmetric stretch in the elephant trunkProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America119(31), e2122563119. https://doi.org/10.1073/pnas.2122563119
  3. How Skin Helps Elephants Move and Twist Their Trunks
  4. 動物奇門功夫.象鼻神奇構造
Peggy Sha
69 篇文章 ・ 388 位粉絲
曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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鏡子中的大象,給傲慢的人類何種啟示?——《我們與動物的距離》
馬可孛羅_96
・2022/01/15 ・2227字 ・閱讀時間約 4 分鐘

大象極易受到低估,我就低估了牠們使用工具的能力。過去我只見過牠們撿起樹枝搔抓臀部,另外也見過牠們拋擲泥土。在我工作的一座動物園裡,每當寒鴉在象欄的圍牆上啼鳴,那些大象就會這麼做。那些鳥兒就像《拉封丹寓言》(Fables choisies mises en vers)裡的渡鴉一樣。寒鴉也許自認歌聲動人——畢竟鴉科也屬於鳴禽——但音樂品味是極為主觀的。大象會拋擲一大團泥土趕走那些噪音製造者。

我以為大象的能耐就只有這樣而已,實驗從來不曾顯示牠們有更進一步的能力。科學家曾經把食物放在這種厚皮動物搆得到的範圍之外,再提供牠們一根長棍子,看看牠們會不會利用棍子勾取食物。靈長類動物在這項實驗表現得很好,但大象全然不理會那根棍子。實驗的結論認為大象無法理解這道題目,但沒有人想過,說不定問題是出在我們這些研究者根本就不懂大象。

不同於靈長類動物的手,大象的抓握器官同時也是嗅聞器官。大象不只利用象鼻拿取食物,也會加以嗅聞並且觸摸——象鼻充滿神經末梢,尤其是敏感的象鼻末端。大象擁有無可比擬的敏銳嗅覺,因此能夠確知自己抓取的是什麼食物,視覺對牠們而言僅具次要地位。不過,大象一旦捲起一根棍子,鼻道就受到了堵塞。就算棍子能夠接近食物,也還是會對嗅覺造成阻礙。這就像是要求我們蒙上眼睛伸手拿東西一樣,除非是參加派對遊戲,不然我們通常不願這麼做,而且理由很充分。

不同於靈長類動物的手,大象的抓握器官同時也是嗅聞器官。圖/Pexels

我在不久前造訪位於華府的國家動物園,普雷斯頓.福爾德(Preston Foerder)與黛安娜.瑞絲(Diana Reiss)向我展示了坎杜拉這頭小公象在同一道題目、但不同方法呈現的情況下所能夠做到的事情。這兩位科學家把帶有水果的樹枝高高掛在象欄上方,就在坎杜拉抓取得到的範圍之外。他們為他提供了幾件可以使用的物品,包括棍子、一個正方形的箱子,還有幾塊厚厚的木砧板。坎杜拉沒有理會棍子,但過了一會兒之後,就開始用腳踢那個箱子。他沿著直線踢了那個箱子許多次,直到那個箱子位於樹枝正下方,然後用前腳踩上箱子,即可用象鼻勾到那根樹枝和水果。

坎杜拉嚼食他的獎賞之際,福爾德與瑞絲表示,為了增加這道關卡的難度,他們得把這些物品挪到不同的地方擺放。他們會把箱子放在象欄裡的另一個區域,在坎杜拉的視線之外,於是在他抬頭看見誘人的食物之後,就必須回想先前的解決方案,然後先走離他的目標,前去找尋工具。能夠做到這一點的動物不多,坎杜拉卻能毫不猶豫地到遠處取回那個箱子。後來不給他箱子,他則會把木板疊起來,藉此墊著腳好勾取食物。

坎杜拉的表現顯示他完全擁有對因果關係的理解能力,也就是所謂的「靈光乍現的時刻」(或是更生活化一點:頭頂冒出電燈泡的時刻),而這種能力被視為是高度智慧的徵象。明顯可見,在我們宣稱另一種動物只會拋擲泥土之前,應該先嘗試以牠們的觀點看待世界——就算我們必須想像自己有個像水管一樣的鼻子也不例外。

欠缺證據,不代表沒有證據

這讓我回想起先前的另一項實驗,當時瑞絲和我一起合作,試圖確認大象是否能夠認得鏡中的自己。連同我當時的學生喬許.普拉尼克(Josh Plotnik),我們在紐約的布朗克斯動物園(Bronx Zoo)進行了一項研究。大象在以前從來不曾展現過任何徵象顯示牠們認得鏡中的自己。牠們是不是以為鏡中的自己是另一頭大象,就像猴子看見另一隻猴子的反應一樣?就我們所知,只有人類、猿類與海豚認得自己的鏡像。

然而,先前的測試都只給這種體型最龐大的陸地動物低矮的鏡子,遠比牠本身小上許多。而且鏡子還是擺在室內獸欄欄杆外頭的地面上。大象在那種情況所看見的,可能只是四條腿立在兩層欄杆後方,因為欄杆也會映照在鏡子裡。從那些實驗獲得的令人失望結果,被視為代表了大象不認得鏡中的自己。不過,我們不禁納悶是不是有更好的測試方法。我們特製了一面昂貴的八英呎見方防撞鏡,並且擺放在室外象欄內,好讓大象能夠觸碰、嗅聞以及查看鏡子後方,然後再探索自己的映影。探索是必要的第一步,黑猩猩與兒童也是如此。

結果,一頭名叫快樂的亞洲象就認得了自己。她站在鏡子前面的時候,不斷摩挲自己前額上一個白色十字痕跡。唯有認知到鏡中的影像就是自己的身體,她才有可能知道那個十字痕跡的存在。這也是對兒童測試自我覺察的做法,大多數兒童都在兩歲以前就會展現出自我覺察的能力。大象被納入擁有自覺能力的動物菁英階層,成了一件備受矚目的大事。新聞媒體的標題忍不住引用一首童謠的歌詞:「她就是快樂,而且她自己也知道!」

事實證明大象比我們原本以為的還要聰明,但更重要的是,這項發現證明了負面證據的局限。你如果在一個特定物種沒有發現使用工具的行為或者自我覺察的徵象,並不能據此認定你對這個物種具有確切的理解。有可能是這種動物欠缺相關能力,但也可能是我們對這種動物欠缺了解:我們有可能提供了錯誤的工具,或是擺放了不適當的鏡子。實驗心理學的一句名言反映了這個洞見:「欠缺證據不代表沒有證據。」

——本文摘自《我們與動物的距離:在動物身上發現無私的人性》,2021 年 12 月,馬可孛羅

馬可孛羅_96
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