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捕食壓力如何改造生態系?

陸子鈞
・2011/04/30 ・1119字 ・閱讀時間約 2 分鐘

壓力加速了蚱蜢的新陳代謝,使它們四處找尋容易消化的醣類還有碳水化合物,以便快獲得能量。這可能不只影響它們的獵物,甚至是整個所處的生態系。有關的研究在過去的一個月內發表在三份期刊中,可能引起大的回響。

在比較放鬆的情況下,許多動物選擇高蛋白食物,那有助於生長與生殖。但當四周有捕食者埋伏時,動物就需要能量以快速餵飽高張的身體,還有逃跑-如果需要的話。耶魯大學的生態學家Dror Hawlena 發現這樣的捕食壓力,會對草原造成生態上的影響。

Hawlena在自然生長的植被中設置幾個籠子,有些籠子裡放蚱蜢,有還加了被膠水黏住口器的蜘蛛,如此一來,蚱蜢就會感到「害怕」(有壓力),但不會被吃掉。結果發現,暴露在有掠食壓力下的蚱蜢,食物偏好會從高蛋白的禾本科植物,轉變為含有高醣量的菊科植物。

一開始,這種食性的轉換被認為和躲避天敵蜘蛛有關。為了釐清可能的原因,Hawlena也在室內用人工調製的高醣,及高蛋白「餅乾」飼養了蚱蜢。而這部份的實驗也得到了類似的結果-受驚嚇的蚱蜢偏好高糖分的餅乾。

所有高糖分的食物都意味著受驚嚇的蟲子,攝取較多碳,較少的氮。同時,它們的身體會降解蛋白去合成更多的葡萄糖,最後使身體明顯地含有較多的碳及較少的氮。當蟲子死亡並腐化後,土壤就會比較不肥沃。

Hawlena認為,生態系可能會透過兩種方式受到恐慌的蚱蜢影響。第一,它們取食較多的菊科,較少的禾本科,改變了草原的物種比例。第二,土壤吸收較少氮,會間接影響生長在上面的植物種類。在一項仍持續進行的研究中,Hawlena藉由觀察感到壓力及沒有壓力的蚱蜢,屍體腐爛的區域,其土壤裡菌種的組成,得到了有趣的結果。他預期,可以得到類似在其他動物身上的結果-活得較放鬆的動物,死亡後會讓土壤較肥沃。

這項發現有助於生態學家更了解過去無法解釋的生態改變,也使得生態學更接近可以預測的科學。

然而,即使這樣的關聯存在,也不是這麼顯而易見。和Hawlena所研究的蚱蜢一樣,黃石公園的麋鹿,也因為面臨捕食壓力與否而改變食性。一些研究人員預測,當狼回到公園後,麋鹿將遠離一些「危險區域」,使得該區域的白楊樹得以消長。在這樣的理論下,即使只有幾隻個體,狼會對整個地貌有巨大的影響。

可惜不是如此,根據Matthew Kauffman和他的同事最新的研究指出,白楊樹的生長,並不能清楚地反映出狼的出沒;雖然麋鹿的確躲避了狼,但並沒有頻繁到可以改變白楊樹的族群。也就是說,狼的影響沒有被放大。

這也可能因為麋鹿在冬季往往挨餓,所以牠們願意承擔任何風險去覓食-包括被狼攻擊的風險。

蚱蜢的對壓力生理反應,是否會放大到植物、土壤、微生物……等等更多的層面,或者這個影響太小,以至於被其他生態系複雜的因子所掩蓋,還有待進一步的研究。

資料來源:NatureNews: How stress shapes ecosystems [21 September 2010]

相關標籤: 捕食 生態系
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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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四腳朝天倒吊運送犀牛,會比側臥更安全嗎?——【2021年搞笑諾貝爾-交通獎】

帕德波耶特 Pas de poète_96
・2021/09/28 ・2254字 ・閱讀時間約 4 分鐘
犀牛倒吊運輸畫面。

把大象放進冰箱,有幾個步驟?三個——打開冰箱,把大象塞進去,然後關上冰箱門。

這麼老哏的腦筋急轉彎哪天若成真,或許運輸需要保育的大型動物時,人類應該會輕鬆許多。我們就認真那麼一次好了,考慮大象在冰箱裡可能會因為空間擠壓,或氧氣不足而感到不舒服,在牠們被殘忍獵殺前,就已經被狠狠折磨過一遍了。

今天的主角是黑犀牛(Diceros bicornis)、只是這次沒有要把牠們關進冰箱裡。資深野生動物研究專家羅賓.雷德克利夫(Robin Radcliffe)等人,於今(2021)年三月釋出一篇研究,盼能瞭解被麻醉藥迷暈的黑犀牛,在倒吊的姿勢下做運輸,對牠們的身體有何影響。

研究發表於《野生動物疾病》(Journal of Wildlife Diseases)期刊。這個看似荒謬卻又有點實用的研究,同時也得到2021 年搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel Prizes)交通獎的殊榮。

為什麼需要研究「運送犀牛」這件事?

黑犀牛雖然名字裡有個「黑」,但嚴格說來,牠是灰白色的。這個名字,純粹只是為了拿來與白犀牛做區別。

一般而言(在人們還沒有傷害他們之前),牠們有一對角,其中前角比後角長,每年可以長個三英吋,至長可以長到五英尺。黑犀牛曾大量存在於非洲撒哈拉以南,如今,由於犀牛角的中藥材與奢侈品等商業需求,數量急劇減少,被國際自然保護聯盟(IUCN)列為極危物種(CR),而西部黑犀牛(Diceros bicornis longipes)更是已完全滅絕。

南非的黑犀牛。圖/WIKIPEDIA

美國康乃爾大學(Cornell University)新聞稿指出,運送犀牛的主要原因,除了讓犀牛免於被獵的危機,也希望牠們能被分配在不同的棲地,豐富其基因資料的多元性。

牠們通常會被注射麻醉或鎮靜藥物,並透過直升機,輾轉載往人煙罕至的偏遠地帶。這種作法,早已行之有年。雷德克利夫曾在受訪時表示:「把犀牛倒吊在直升機底下做運輸,可能比我們想得要安全。」這畫面或許有點瞎,但對野生動物保育人士來說,卻提供了很重要的資訊。

多年來,對於這些被移來轉去的大型哺乳動物,人們未曾深入瞭解過程中可能對牠們產生的危害,包含藥物、運送方式,以及姿勢擺位的不同,分別所造成的影響。

麻醉藥劑對犀牛的影響

首先研究團隊注意到,那些讓犀牛「好好睡一覺」的注射物,其多半為強效鴉片類(opioids)藥物,效果約是嗎啡的一千倍。一千倍的嗎啡欸,這針注下去,此生大概都不會感受到疼痛了吧。

雖然人們不需要在運輸動物的過程中,想方設法讓牠們保持安靜,但這種強效型的鴉片類藥物,會讓犀牛產生一些副作用,包含呼吸窘迫(​​respiratory depression)、血液中的氧氣減少,以及新陳代謝加快。

犀牛在被運送前,通常會被注射麻醉或鎮靜藥物,並透過直升機,輾轉載往人煙罕至的偏遠地帶。圖/Pexels

也就是說,原本出於好意的移轉作業,現在聽來令人擔心。輕則損及身體健康,嚴重者,就算是一種謀殺,因為牠們很有可能就這樣走了。

難道就不注射鎮靜藥物了嗎?在我們能跟犀牛大大心電感應以前,我們最好還是不要冒著直升機墜毀的風險。於是,研究人員開始把重點,放在牠們運輸過程中的「姿勢擺位」上。

姿勢的奧秘:倒吊時呼吸更順暢?

在過去的經驗裡,馬在倒吊運輸過程中,會因為腹部器官壓迫肺臟,導致呼吸不順暢,因此研究團隊也假設這不是個好方法。對犀牛來說,也許我們啥也不做,簡簡單單地讓牠們側臥,都比倒吊這一類「花式運輸法」還要安全。事實真的是如此嗎?

本次實驗中,研究者將十二頭黑犀牛麻醉後,依序讓牠們側臥吊掛十分鐘後,再透過起重機,讓牠們四腳朝天倒掛十分鐘(看來是為了節省經費),企圖比較這兩種姿勢在黑犀牛的運送上,哪一個比較安全。

從最後犀牛們的生理指標來看,無論側臥還是倒掛,對犀牛的肺功能損害似乎沒什麼區別。然而有個狀況與先前運輸馬的經驗不同——倒掛對犀牛胸腔的壓迫反而較小,且牠們的吸氣量也有微量提升(雖然差異不大),呼吸順暢了一些。

「倒吊法」仍待改善,實驗尚需努力

雷德克利夫表示,雖然犀牛在這次研究中,兩種姿勢之間的生理變量上差異不大,但任何微小的變化,都足以提升工作者捕捉或麻醉野生動物時的安全性。至少,我們在這件事情上,有更人道的選擇與思考方向。

不過研究團隊認為,這個實驗仍待改善,以求接近真實情況。接下來,他們預計將倒吊犀牛的時間延長至三十分鐘。雷德克利夫指出,在非洲納比米亞(Namibia)這樣偏遠的棲地裡,以直昇機運送犀牛的時間長度,也差不多是如此。既然短時間內的倒吊能為黑犀牛帶來益處,那就得進一步探討,這個條件在長時間運輸上是否也安全。

參考資料

  •  Robin W. Radcliffe et al. (2021) the Pulmonary and Metabolic Effects of Suspension by the Feet Compared With Lateral Recumbency in Immobilized Black Rhinoceroses (diceros Bicornis) Captured by Aerial Darting. Journal of Wildlife Diseases,
  •  Bethany Halford (2021) 2021 Ig Nobel Prizes. C&EN.
  •  〈黑犀〉,維基百科
  •  Black Rhinoceros. National Geographic.
  •  Black Rhino. IUCN.
  •  Lauren Cahoon Roberts (2021) Upside down can be right way for rhino transport. Cornell University

帕德波耶特 Pas de poète_96
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嗜酒如命的平靜份子,逃離醫療工作後,在一連串荒謬的經歷下,成了文字與音樂工作者。
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