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從「馴化狐狸實驗」可以學到選股秘訣?選擇一個特徵,就能贏得全場——《跟達爾文學投資》

今周刊出版
・2024/12/01 ・3797字 ・閱讀時間約 7 分鐘

從馴化狐狸實驗中學投資?

身為投資人,你難道不希望只選擇一個企業特徵,就能「免費」獲得許多優質企業嗎? 從「馴養狐狸實驗」中,我們可以學會這項投資技巧。

迪米屈為西伯利亞新西伯利亞俄羅斯科學院細胞學與遺傳學研究所所長。他擔任這一職務長達 26 年,直到1985年去世。在這段期間,他進行了生物學史上最為卓越、持續時間最長的實驗之一,這項研究至今仍在進行中。

他試圖回答兩個問題:(1)動物的馴化(例如狗、豬、山羊和牛)是如何開始的,以及(2)為什麼大多數馴化的動物都具有相似特徵,包括垂耳、捲尾巴、斑駁的顏色(黑色和白色的斑塊)和嬰兒般的面孔?他相信動物的馴化,是由於在千年的天擇過程中發生的可遺傳的基因變化所導致。

迪米屈假設,當我們的祖先馴化野生動物時,所選擇的關鍵因素是溫馴性。因此,選擇的單位與動物的外部特徵無關,而與其行為有關。這是一個大膽的猜測,因為當時大多數科學家都認為身體外形是選擇的單位。迪米屈該如何檢驗他的大膽理論?只有回到動物開始被馴化的時候。以狗來說,這表示他要對野生狼進行實驗,但在西伯利亞要找到一匹狼非常困難,因此他選擇了銀狐。他設計一個選擇性的育種實驗,將「溫馴性」作為唯一的選擇因素。

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他招募莫斯科大學優秀的大學生柳德蜜拉.卓特來領導和管理這場在西伯利亞的實驗。柳德蜜拉的毅力和創造力,將永遠改變行為遺傳學領域。

迪米屈探索動物馴化起源,並揭示馴化與基因遺傳變化的關聯性。圖/envato

馴化狐狸實驗:選擇一個特徵的驚人結果

柳德蜜拉的第一個任務是選擇一個繁殖狐狸的地點。她找了一個名為雷斯諾(Lesnoi)的出售狐狸毛的大型商用農場,距離她和家人居住的新西伯利亞超過 350 公里。她於 1960 年秋季開始實驗,大約有十幾隻狐狸。她還雇用幾位來自附近村莊的婦女擔任照顧者和實驗者。以下就是實驗的運作方式。

實驗者從狐狸出生後 1 個月開始,對牠們進行一系列測試,直到牠們在 6 至 7 個月時達到性成熟。當幼狐狸1個月大時,實驗者會伸手給牠食物,同時試圖撫摸牠。實驗者會對幼狐進行兩次測試:一次在籠子裡,一次在更大的圍欄中與其他幼狐一起自由活動時。她每個月都會重複這個測試,直到幼狐達到性成熟。

為確保幼狐對這些測試的反應只是根據基因選擇,幼狐沒有接受訓練,除了與實驗者的短暫互動外,沒有任何與人類的接觸。幼狐與母親一起被關在籠子裡直到約 2 個月大,然後與同窩的幼狐一起。大約 3 個月大時,就會被放進單獨的籠子中。

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當幼狐大約 7 個月大時,實驗者根據溫馴程度將牠們分為三個類別。第三類狐狸對飼育員不友好,不是逃離飼育員就是表現出攻擊性。第二類狐狸表現中立,對飼育員沒有情感反應。第一類狐狸是最友善的,似乎想要與飼育員互動。

柳德蜜拉和她的團隊選擇一些最溫馴的第一類狐狸進行交配,並且對下一代幼狐進行相同實驗。到了 1962 年的第三代,柳德蜜拉注意到一些比較溫馴的狐狸開始比以往早幾天交配,並且產下的幼狐體型比野生狐狸稍大一些。除此之外,沒有任何明顯的變化跡象。

在 1963 年 4 月,當柳德蜜拉走近第四代幼狐的籠子時,她看到一隻名叫安柏的公狐正在熱情地搖著尾巴,這正是小狗會做的事,但無論是在籠裡還是在野外,從沒有人見過銀狐會對人搖尾巴。安柏也對其他人類搖尾巴,與牠同代的其他幼狐都沒有這麼做,但即使一隻狐狸改變了原本行為並且模仿狗,這也是重大新聞。迪米屈在他們第一次見面時就告訴柳德蜜拉,他想把狐狸變成狗。這個過程,已經開始了嗎?

到了 1966 年,安柏的後代,許多第六代幼狐開始對飼育員搖尾巴。安柏並非異常現象—牠是開路先鋒。柳德蜜拉已經確切證明搖尾巴是遺傳的。到了這個時候,研究人員不得不增加另一類狐狸,稱為 IE 類:精英。這些狐狸非常友好,渴望與人類接觸,而且會像狗一樣會發出嗚咽聲以引起人類注意。在第六代中,大約有 1.8% 的幼狐成為精英;到了第二十代,幾乎有 35% 的狐狸都屬於精英;大約 35 代之後,超過 70% 的狐狸都成為精英。

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經過 35 代選育,70% 狐狸成為友善親人的「精英」類,遺傳證據明確。圖/envato

這是一個極速的演化過程:在不到 40 年時間,迪米屈和柳德蜜拉的實驗基本上將一個原本會迴避人類的野生狐狸族群,轉變為可當成在任何人家中的寵物狗一樣飼養的生物。這些狐狸非常溫馴,爭著得到人類注意,並與飼育員建立了深厚的情感聯繫。牠們的行為幾乎完全與狗的行為無異。柳德蜜拉和她的團隊幾乎完全消除牠們的野性。但還不要太驚訝,我還沒透露實驗最有趣的結果。

單一選擇的連鎖效應

實驗者注意到,這些更加溫馴的第八代狐狸也開始展示一些新的生理特徵。第一個變化是毛色:一些狐狸的毛皮呈現出魚鱗狀圖案,這在綿羊、狗、馬、豬、山羊、老鼠和天竺鼠等馴養動物中很常見。當兩種顏色—通常是黑色和白色—在動物的皮膚上形成不規則斑塊時,就形成魚鱗狀圖案。實驗中的野生狐狸都沒有魚鱗狀圖案,但隨著繁殖的世代愈來愈多,牠們開始顯示出這種顏色。進一步出現的身體特徵包括耳朵下垂和捲曲的尾巴—同樣地,這在許多馴養物種中很常見,特別是狗。

在1990 年代初期,團隊還開始注意到,馴養的狐狸的頭顱和下顎開始與野生同類有所不同。馴養狐狸的頭顱高度和寬度變得比較短,牠們的口鼻部變得更短更寬,使牠們看起來像嬰兒一樣—幾乎完全模仿狗與狼之間的差異。

請記住,迪米屈和他的團隊只選擇一個特徵:狐狸是否願意被馴化。他們對體型、毛色、頭顱形狀、耳朵的硬度或其他任何事情都不感興趣。實驗人員非常小心,確保只是根據馴化程度進行選擇。但是這個單一的行為特徵篩選項目,卻引發了動物體內的許多身體變化。這是怎麼發生的呢?

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被馴化的銀狐並沒有發生新的突變,但牠們的基因表現卻因為馴化程度的選擇而發生變化。這就是一個基因不變,但改變其表現的方式:它會產生更多或更少的化學物質,如蛋白質或荷爾蒙。

當柳德蜜拉和她的團隊選擇馴化的狐狸時,他們是在不知不覺的情況下影響了一組特定基因的表現。這種選擇,改變了調節狐狸發育和身體特徵的某些神經化學物質和激素的釋放量和時機。

銀狐實驗也解決了先前討論過的,家畜動物之間眾多身體相似性的數百年謎團。迪米屈正確地假設,由於哺乳類動物共享類似的荷爾蒙和神經傳遞調節系統,選擇性馴化會在牠們身上引發眾多相似的發育和身體變化。

銀狐實驗證實,馴化選擇影響基因調控,導致動物間的相似特徵。圖/envato

實驗已經進行六十多年,證明了演化不是逐步發生的。動物的行為和生理有密切關聯。而觀察力敏銳的達爾文早就知道這一點了。他預測,如果人類選擇某一個特徵,肯定也會導致其他特徵的轉變,這是因為他所謂的「生長相關性的神祕法則」。

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投資中的特徵選擇:資本運用報酬率

就像在選擇馴化的銀狐幫助迪米屈和柳德蜜拉培育出許多其他特徵一樣,選擇高資本運用報酬率的企業,讓我們得以選擇許多其他具有理想特質的企業我們拒絕那些長期歷史資本運用報酬率低於 20% 的公司。我們的初步名單約有 150 家公司,只有那些在過去 5 到 10 年或更久的時間,資本運用報酬率超過 20% 的公司。

我並沒有說我們只看資本運用報酬率來得出我們的結論。這麼做真是太魯莽和愚蠢了。我想說的是,我們透過研究歷史資本運用報酬率紀錄以開始評估一家企業。如果你是投資人或打算成為投資人,你將發展出自己的投資方法和風格。但無論你怎麼做,首先充分了解企業的歷史資本運用報酬率,將確保你會遙遙領先競爭對手。選擇一個,就能免費獲得許多。

——本文摘自《跟達爾文學投資:取經大自然,從物競天擇脫穎成為市場贏家!》,2024 年 10 月,今周刊出版,未經同意請勿轉載。

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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