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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#/

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羅夏_96
52 篇文章 ・ 333 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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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。