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英國「流浪貓口普查」發現:社經條件較差、人口密度高的區域有較多流浪貓

Yiting
・2021/12/10 ・2778字 ・閱讀時間約 5 分鐘

你知道英國有幾隻流浪貓嗎?根據統計,在英國約有 1 千萬隻貓主子有貓奴飼養,但那些流浪在外的貓有多少,始終是個未知數。

若是能知道一個區域中有多少浪貓,就能提供動物福利機構許多有效資訊,使得有限的資源能被善加利用,以救助更多浪貓。但為什麼得知浪貓的數量如此困難?其實是因為我們實在很難斷定路上的這隻貓,到底是遭棄養/走失的浪貓、野貓,或只是一時興起跑出來散步的家貓——畢竟英國人很愛自家貓咪出門閒晃。

當今流行的公民科學(citizen science)在這方面或許可以幫上忙,藉由地方民眾與科學家的相互合作,分析路上的浪貓有多少。不過這項方法同樣有些困難待解決,例如公民在收集資料時潛在的取樣偏差,或是漏報、重複通報同一隻貓等情形,可能導致統計模型預測數據的效度(validity)降低。

灰色混凝土地板上的白貓
貓咪可能長得十分相似,並不容易清點數量。圖/Pexels

數值模型 ft. 公民科學,找出英國浪貓到底有幾隻

為了解決公民科學遭遇的困難,來自英國布里斯托大學 (University of Bristol)的研究團隊,使用了一種稱為 IAM(Integrated Abundance Model)的計算方式,整合當地居民有無養貓的訊息及專家資訊,將這種計算方式應用在公民科學資料庫「Cat Watch」裡的貓咪目擊資訊上,嘗試算出該地區有多少浪貓存在。

Cat Watch 是由英國最大的貓科動物慈善福利機構「Cats Protection」所發起的一項社區計畫,鼓勵當地居民主動回報他們在戶外目擊到的貓,並將這些目擊資訊上傳至手機 app、社群媒體,或直接通知 Cat Watch 團隊。藉由當地居民回報的資訊,Cat Watch 團隊就能夠得知該區域有多少浪貓被目擊,整理成統計數據以便後續分析使用。

藉由 IAM 計算方式與 Cat Watch 的調查資料,研究團隊分析了五個英國鄉村地區,包括畢斯頓(Beeston)、布拉福市(Bradford)、布爾韋爾(Bulwell)、鄧斯特布爾(Dunstable)、侯頓瑞基斯(Houghton Regis),以及英國知名海港城市利物浦的埃弗頓區(Everton)發現,在社會經濟條件較差、人口密度高的地區,會有更多浪貓出現。而利用英國官方人口統計資料與社會經濟條件數據等訊息,團隊更進一步推測整個英國約有 25 萬隻浪貓存在!

Brown貓與棕緬因庫恩貓
在社會經濟條件較差、人口密度高的地區,會有更多浪貓出現。圖/Pexels

結紮與否,對浪貓而言關係重大!

為什麼社會經濟條件較差、人口密度高的地區會有較多浪貓?其實在先前研究已經指出,在社會經濟條件較差的地區,不論是有人飼養的寵物貓或是浪貓,曾接受過結紮手術的比例都較低。一但絕育過的貓咪數量少,該地區的貓口數可想而知會隨之上升。

那麼人口密度與浪貓之間的關係呢?這部分能探討的因素就比較多了。舉例來說,人口多的地方,寵物貓的數量也會較多,若是這些寵物貓並未結紮,很可能「不小心」就會有小貓咪誕生,導致貓口數激增;此外,遭人棄養或是走失的寵物貓,也會較人口數少的地區多。而人口多的地方,通常也代表著食物資源充足,豐富的食物資源同樣也吸引著浪貓前去。

當一個城市的浪貓過多,將造成公共衛生問題,例如跳蚤等寄生蟲感染,或是一些人畜共通傳染病的傳播;而對於其他野生動物來說,浪貓的存在相當於環境中的獵食者,可能威脅野生物種的生存。浪貓數量過多,也可能進一步衍伸出動物福利問題,例如城市中的浪貓健康狀況不佳、死亡率高,甚至人為虐待浪貓的事件也時有耳聞。

英國浪貓團體的做法:落實TNR,讓社區參與浪貓照顧

主持這項研究的英國布里斯托大學獸醫學院 Jennifer McDonald 博士指出,目前的數值模型還有許多待改善的地方,若該模型能套用到更廣大、人口更多的地理區域(例如倫敦),將使模型預測出的浪貓數量更為精確。

發起該研究計劃的英國浪貓動保協會「Cats Protection」的浪貓節育負責人 Jane Clements 指出:「若我們對一個地區的浪貓數量有更多了解,一些與浪貓有關的社會福利機構就能更精準的投注資源,讓該地區的浪貓能得到較為妥善的照料。」

Jane Clements 表示,我們將把無法被家庭領養的浪貓進行絕育,並為當地居民提供在社區中照顧牠們的方法,例如提建造貓窩的材料;Jane Clements指出,社區參與是確保所有浪貓都得到長期和可持續照顧的關鍵,「這項研究將使我們能夠將 Cat Watch 計劃帶到最需要的地區。」

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流浪的生活,可能讓貓咪生病、發生交通意外。圖/Pexels

解決浪貓問題,TNR 是最佳解嗎?

關於上述 Cats Protection 「讓社區參與照顧浪貓」的前後整套做法,前段的「落實節育」其實就是廣為人知的「TNR」手段;TNR 指的是 Trap(誘捕)、Neuter(絕育)、Return(原放),是一種相對「捕捉移除」而言較人道的管理方式。理論上,在沒有新增移入個體的前提下,是可減少流浪動物繼續繁殖、擴大族群的做法。

TNR 作為降低浪貓族群繁殖的做法,有其人道上的考量,理論上在執行一定程度的時間後,的確可能降低浪貓族群的數量;但問題是「國情不同」,英國浪貓團體的整套做法未必能直接套用在台灣,有種種的變數可能導致浪貓不減反增——例如台灣相對狹小的城市環境,很可能讓「社區參與」反而造成浪貓為了爭奪有限的食物資源而讓貓群更密集,也讓愛貓人士更容易餵養浪貓。

而在浪貓族群擴大後,在沒有足夠預算及人力 100% 執行 TNR 的情況下,TNR 的效果恐怕非常有限。很諷刺的,人類對浪貓的一番善意,最終可能導致更多一生飽受苦難的浪貓在街頭流浪並死去……。

總結來說,浪貓的出現與人類行為脫不了關係。尤其以來台灣的地理條件來看,導致TNR無法有效降低浪貓族群的關鍵,絕對是無良飼主的「棄養」行為——被棄養的家貓,就是浪貓族群的「新增移入個體」,就是導致浪貓不斷繁衍的關鍵。

本次分享的英國貓口普查研究,是透過公民科學家的參與,再加上科學研究的學理輔助,讓我們能更進一步掌握流浪動物數量的方法。期望未來這些技術能被有效使用,讓我們找出人類與浪貓共生的平衡方程式。

最後,讓我們再說一次,「棄養」是造成浪貓苦難的一切源頭,貓咪的確非常可愛,但領養前得三思——你真的有條件可以照顧牠的一生嗎?

參考資料:

  1. McDonald, J.L., Skillings, E. Human influences shape the first spatially explicit national estimate of urban unowned cat abundance. Sci Rep 11, 20216 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-99298-6
  2. 不曾終止的流浪動物之殤——圖解台灣動保現況2020版,窩窩,2020/11/26。
  3. 當TNR和捕捉移除的效果遇上棄養
  4. 在減少整體流浪動物數量上,TNR與捕捉移除的效果誰好?

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Yiting
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在鳳梨田裡唸生科的人類,畢業後意外走上了科普路,目前還在緩慢前行中。喜歡有趣怪知識、諧音爛笑話,還有床。


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水熊蟲真的能跟量子位元「量子糾纏」嗎?

linjunJR_96
・2022/01/20 ・2128字 ・閱讀時間約 4 分鐘

身形嬌小的水熊號稱地表最強生物,能夠透過獨特的「隱生」能力在最極端的環境下存活。這種狀態有點類似冬眠,遇見不利生存的條件時將所有代謝活動停止。

近期,有一國際研究團隊宣稱這種生物還有另一種出乎意料的能耐:和超導量子位元進行量子糾纏。用生物體做量子糾纏可是前所未聞,讓大家都嚇壞了。不過這個實驗究竟做出了什麼結果,讓作者可以做出這種宣稱?科學家沒事又為什麼要去抓水熊來糾纏呢?

掃描式電子顯微鏡下的水熊成蟲。圖/EOL

什麼是量子糾纏?

量子糾纏是量子力學獨有的一種描述,至於實際上到底是在「糾纏」什麼,可以參考先前這篇文章[2]

儘管名字聽起來很神祕,但量子糾纏並不只存在於科幻電影和內容農場,現今在實驗室中造出糾纏的粒子對早已是稀鬆平常的技術。量子計算和量子傳送等應用領域就是以糾纏作為基礎發展至今。

雖然這樣說,但利用糾纏粒子將物品或人類在星際間傳送的夢想可能還得再等等。因為目前能夠成功被「糾纏」的都是個別的金屬離子、奈米大小的粒子、和鑽石結晶這類易於控制,結構簡單的微小目標物。

相對於這些乾淨整齊的系統,生物體的結構可說是極為雜亂複雜,難以成為量子實驗的對象。

此外,為了減少物質本身熱能所帶來的振動影響,糾纏的實驗程序時常需要在接近絕對零度的低溫環境下進行。在這種溫度下不只生命無法延續,許多物質的特性也都已經改變。

因此,儘管實驗方面已經發展許久,要對活生生的生物進行量子糾纏仍是相當遙遠的目標。對量子力學來說,整個生物世界太亂又太熱,完全不會想靠近一步。正因如此,這篇拿水熊做實驗的文章才引起了大家的關注。

水熊和超導量子位元的糾纏

水熊一般只有幾百微米大,算是「巨觀」生物中相對微小的種類,要做量子實驗的話較好下手;更重要的是水熊能夠以隱生狀態度過嚴苛的實驗環境,爾後再重新恢復活力,如此一來要是成功便也算是對生物體進行量子糾纏了。

實驗團隊於是將一隻水熊放到了絕對溫標 0.01 度(也就是只比絕對零度高 0.01 度),同時接近真空的環境中,在此和兩個超導量子位元進行實驗。他們將水熊放入其中一個量子位元零件中,並觀察到位元的共振頻率產生改變。接著他們用常見的量子計算程序將兩個位元進行糾纏,並測試糾纏結果。

根據測試的結果,作者宣稱水熊和兩個量子位元形成了三個位元的組合態。也就是說,水熊在這裡變成了第三個等效的量子位元,和另外兩個超導位元糾纏在一起!實驗結束後,水熊周遭的溫度和壓力被緩慢恢復至適合生存的範圍,最後重新開始代謝活動。

作者宣布他們突破了以往的實驗限制,打開了通往量子生物學的大門,並以「水熊和超導量子位元的糾纏」為題,將文章的預印版放上了 arXiv 網站,引起科學界一片譁然。

圖/GIPHY

等等,這其實不用量子力學也能解釋

雖然實驗相當有趣,媒體也爭相報導,但是許多物理學家認為這份研究的標題過為聳動,突破性恐怕也是過於誇大。

超導量子位元其實跟一般電子零件一樣,裡面有電容、電感等等基本單元所組成的電路;而接近絕對零度的水熊,基本上能當成一小團冰塊。

實驗團隊將冰塊放到電容裡面,會改變它的共振頻率等特性其實不足為奇。如果電容裡面掉進了一些灰塵,其電路性質也會受到類似的影響。

不論零件中放入冰塊,灰塵,還是螞蟻,這些影響都是「傳統」的電磁學可以描述的,並非量子現象。

也就是說,作者宣稱的「整隻水熊做為一個量子位元進入了量子糾纏態」這個解讀不只言過其實,甚至有誤導之嫌。這篇文章目前還未投稿至期刊,因此沒有經歷同行科學家的審查,還不算是夠格的科學實驗結果。

關於這份研究有哪些方面需要改進,目前仍是備受爭辯的有趣問題。不過有件事是大部分人都同意的,那就是這次實驗再度刷新了水熊生存能力的極限。或許將來某天,水熊的隱生能力真的能成為生物世界和量子物理之間的橋樑。不過就目前而言,好奇心滿點的物理學家得再更努力些。

編按:該如何驗證量子糾纏,可以參考〈驗證量子纏結的貝爾不等式 │ 科學史上的今天:06/28〉,此論文的主要問題是不能藉由實驗設計,來確認三者共振頻率改變是源自於量子糾纏。

參考資料

  1. 看過「水熊蟲」走路嗎?——牠的步態與 50 萬倍大的昆蟲很相似!
  2. 照出黑洞不算什麼,科學家連量子纏結都能拍到!?
  3. 水熊和超導量子位元的糾纏(原文)

linjunJR_96
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清大理工男。不喜歡算數學。喜歡電影、龐克、和翻譯小說。不知道該把科普當興趣還是專長,但總之先做再說。