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在充滿殭屍的房間裡,你會往哪逃?

小斑
・2013/11/22 ・1854字 ・閱讀時間約 3 分鐘

2013年初的時候,倫敦的科學博物館(Science Museum)舉辦了一系列殭屍活動,探討跟殭屍有關的科學,或是殭屍疫情爆發會怎樣,討論殭屍有沒有人權之類的。以下介紹其中一個有趣但沒有血淋淋殭屍的活動。英國埃塞克斯大學的數學家Nikolai Bode和生物數學家Edward Codling,請民眾用滑鼠按鍵控制人的移動方向,目標是成功從一個充滿殭屍的空間中逃離,但是不能碰到殭屍。此研究發現,在時間壓力下人們比較容易選擇從走過的出口離開-即便那個出口被殭屍塞滿-很明顯是個錯誤決定;在發現殭屍太多時,有壓力的人也比較不會重新思考逃跑方向。此研究結果登於2013年八月的Animal Behaviour

這遊戲到底要怎麼玩呢?

我不得不承認這個影片拍得有點無聊。基本上就是你在你要那個黑圈圈走的方向上點一次滑鼠,控制黑圈圈。每個參與者都會先從螢幕下方慢慢踱進中間的區域,到達綠圈圈之後,會隨機提供四種不同情境,告訴你要趕快離開這個充滿殭屍的中間區域。共有185個人參與這項實驗。

情境一情境二情境三情境四
對照組動機 (M)不對稱 (A)A + M
殭屍會平均往兩個出口移動,也不會有任何額外訊息。殭屍會平均往兩個出口移動,但會有個視窗在開始之前跳出來,挑戰你能不能破最快紀錄。殭屍不平均的離開,會大量堵住一開始進來的入口,不會有任何額外訊息。情境二加情境三,挑戰你破最快紀錄,同時殭屍移動分布不平均。
 snapshotsymm snapshotmotivation snapshotasymm ZOMBIE
56個樣本33個樣本38個樣本58個樣本

這種研究方法讓科學家不必真的找真人和殭屍來,避開可能的危險(指的是推擠不是殭屍喔),還可以重複試驗。Nikolai Bode和Edward Codling想要知道,人們會選擇哪個出口(會原路出去嗎?),及對於群眾動向的反應(會想要遠離人多的地方嗎?)。研究分析只取用後面四個隨機情境的結果,讓大家能在剛開始操作黑圈圈走進中間區域時練習點滑鼠。

研究結果

從哪裡進來從哪裡出去?右圖顯示,多少人選擇以進來時的入口做為逃離出口的百分比。水平的標示指的是這兩個數據的差異大於隨機誤差(顯著水準 p<0.1),是可比較的差別。可以看出當殭屍堵住原本的入口時,參與者比較不會選原本的入口離開,這代表大家不會全然盲目地跟著群眾。有趣的是,當被挑戰破最快紀錄時,參與者跟沒有看到提示比起來,會更傾向選擇進來的入口離開,連一堆殭屍擋在出口的A+M組也是比A來的高很多。推論:在壓力下,人們更可能會選擇已經知道的路徑 出口入口
按鍵次數:滑鼠按了多少下,可以顯現出參與者調整了幾次方位。可能因為他們想要快一點所以按了很多下,也有可能他們要避開殭屍。左圖顯示出,當殭屍都平均從兩個出口離開時,有時間壓力的會按更多下,也許是因為他們更想要移動快一點。大致來說,如果殭屍是數量很不平均的從兩個出口離開,大家會按比較少次滑鼠,畢竟大部分人都走人少的那一個出口,比較空可以走直線。註:長條圖方塊頂端的垂直線是標準差,代表樣本內的差距,越長代表大家按的次數越不一致。按鍵次數
見機行事:多少人會想要在選好一個出口後,改變要離開的出口呢?右圖顯示多少人一開始往某個出口移動,走到一半看苗頭不對而往反方向另一個出口走。這也是個有趣的實驗看多少人會注意周圍環境的改變,比例上來說,只有少部分的人會改變主意。很明顯的,在殭屍大量堵住其中一個出口的狀況下,A情境最多人走到一半改走另一個出口。有點令人擔心的是,在A+M情況下,同樣是殭屍大量堵住其中一個出口,只因為有挑戰最快紀錄的壓力,見風轉舵的比例就顯著下降。推論:當人感覺到壓力和競爭時,比較不容易改變決定,無法像在沒有壓力的狀況下能夠改變以適應環境。 見機行事

給被殭屍標題騙進來,耐心讀完全文卻發現沒有殭屍的人:倫敦科學博物館的殭屍實驗室(英文無字幕)

google map版的殭屍大逃殺-Zombie Outbreak Simulator(可以看看你是否也往殭屍多的地方逃)

參考資料:

研究論文:Volume 86, Issue 2, August 2013, Pages 347–358

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小斑
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PanSci實習編輯。 一顆在各個學科間漂流的腦袋~

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觀賞蝦身上長蟲?俗稱蝦蛭、也不盡然是寄生蟲的蛭蚓

YTLai_96
・2020/12/29 ・3250字 ・閱讀時間約 6 分鐘

近年來觀賞蝦養殖興起,連帶的也讓許多人注意到心愛的蝦子身上有時會出現細長的條狀物。對飼主而言,這些像水蛭一樣用前後吸盤交錯黏附移動的不速之客,通常都稱之為「蝦蛭」,而且看那副噁心的長條模樣,勢必就是寄生在蝦子身上造成病狀的禍首,非除之而後快不可。

不過,這些坊間流傳的資訊裡頭其實有些誤會,且讓我們一一道來。

黏在淡水蝦頭上的兩隻蛭蚓。圖/作者提供

那些很像蛭類的小東西

首先,雖然這些細長條狀的蟲像水蛭一樣,用前後吸盤交錯黏附移動,但是牠們其實並不真的屬於蛭類,而是蛭類的親戚,叫做蛭蚓(Branchiobdellidan)。

蛭蚓,顧名思義,就是長相上介於蚯蚓和蛭類的動物。一般而言,蛭蚓的體型微小,身體圓柱狀,僅有數公釐至一公分出頭。雖然蛭蚓和蛭類一樣都是以頭尾交替吸附的方式移動,但蛭類擁有口吸盤和尾吸盤,蛭蚓卻只有尾吸盤而沒有口吸盤。此外,比起擁有 27 節軀幹體節的蛭類,蛭蚓的軀幹體節數僅有 11 節,加上癒合為頭部的 4 節體節也才 15 節。整體而言,似乎像是簡單版的蛭類,因此 21 世紀之前,蛭蚓被視為是較原始的蛭類。

然而,藉著分子親緣技術與工具的進步,本世紀初的研究發現蛭蚓是與蛭類有共祖的姊妹群,而不是原始的蛭類。因此,蛭蚓身上這些看似簡單版的蛭類特徵,應該只是共祖的後代在適應環境的過程中演化的結果。

蛭蚓在解剖顯微鏡下的模樣,左邊為游離搖擺的頭部,右邊則是吸附於表面的尾吸盤。圖/作者提供

蛭蚓或許礙眼,但並不一定是寄生蟲

和蛭類相比,蛭蚓的生活史實在是更不獨立了點。蛭類當中僅有一部份種類不時得附著在其他動物身上吸血營生,但目前已知的所有蛭蚓終其一生都必須附著在其他動物身上,而且絕大多數是以淡水蝦如螯蝦、米蝦為附著的優先選擇,但也有附著於淡水等足目或其他淡水蝦蟹的記錄,因此蛭蚓對於附著的淡水甲殼類種類並沒有強烈的專一性。

話說回來,蛭蚓雖然整個生活史都要依附在淡水蝦身上,但並不表示牠一定就是對淡水蝦有傷害的寄生蟲。如果蛭蚓的依附讓淡水蝦的生活變得更辛苦,那麼蛭蚓就是對淡水蝦宿主有負面影響的寄生蟲;但如果蛭蚓的依附生活史對淡水蝦不痛不癢,那麼蛭蚓和淡水蝦宿主就是片利共生的關係;而若是蛭蚓的存在讓淡水蝦生活得更好,那麼兩者就是互利共生的關係了。

因此,雖然坊間對蛭蚓在觀賞蝦身上的危害言之鑿鑿,但過去的研究顯示,蛭蚓的食性其實多半是其他更小的無脊椎動物或浮游生物,也會啃食宿主外骨骼上附著的單細胞藻類和其他有機碎屑,況且牠們由兩片硬化的顎構成的口器,實在也不適合啃食宿主的組織或吸食宿主的體液。先前的多數研究也發現,北美洲的蛭蚓待在螯蝦宿主身上,大部分時候既不會提高螯蝦的死亡率,也沒有其他明顯的負面影響,因此蛭蚓和淡水蝦的關係,應該是以對蛭蚓有利、對淡水蝦宿主無害的片利共生為主。

北美螯蝦螯上的蛭蚓。圖/Wikipedia

更進一步而言,蛭蚓依附在淡水蝦身上啃蝕宿主外骨骼黏附的藻類和碎屑,其實可能對宿主是有利的。在一些先前的研究中發現,當蛭蚓在螯蝦宿主身上達到相當密度,則可能因為清理了淡水蝦宿主身上和鰓上沾附的碎屑和藻類,讓宿主變得更身輕如燕而健康,因此蛭蚓和淡水蝦宿主就像是清潔蝦與海鰻一樣,形成了互利共生的雙贏局面。

清潔蝦與海鰻的互利共生關係。圖/Wikipedia

然而,要說蛭蚓在淡水蝦身上一點壞處都不會有,倒也不盡然。近年來的研究發現,當蛭蚓在淡水蝦身上的密度過高,可能就會在吃光了宿主外骨骼上附著的碎屑和藻類之後轉而啃食宿主的鰓組織,因此對宿主造成了負面影響。過高的蛭蚓密度也會限制淡水蝦宿主的移動能力,讓宿主無法正常進食,並且更容易成為捕食者的目標。蛭蚓的胃內含物分析也發現,蛭蚓幼體的消化道中的確有宿主的鰓組織,但蛭蚓成體卻沒有,而且只有棲息在宿主鰓部的蛭蚓,消化道中才會出現宿主的組織。因此,在蛭蚓的生活史中,或許只有早期生活史的幼體階段,而且只有在蛭蚓正好棲息於淡水蝦鰓部的時候,才可能轉以寄生的形式造成宿主負面影響。

台灣的蛭蚓目前僅一種,而且所知不多

話說回來,上述的研究都是以北美的蛭蚓和螯蝦宿主為研究的對象。在台灣,目前已知的蛭蚓只有平頭霍氏蛭蚓(Holtodrilus truncatus一種,這種蛭蚓廣泛分佈在台灣、日本、韓國與中國,而且多半是在俗稱黑殼蝦的擬多齒米蝦(Caridina pseudodenticulata)、台灣米蝦(Caridina formosae)、白斑米蝦(Caridina leucosticta)、多齒米蝦(Caridina multidentata)、甚至玫瑰蝦(Neocaridina davidi)等的小型淡水蝦身上發現。根據研究,目前僅知分佈於日本本州中部紀伊半島的平頭霍氏蛭蚓的確存在著某些宿主偏好,當兩種不同的淡水蝦同時存在時,會選擇特定一種做為宿主,而且對宿主的選擇偏好也符合在野外觀察到的感染盛行率。至於牠們對宿主的影響是否相似於北美的蛭蚓和螯蝦宿主,也還不得而知,或許因為宿主的相對體型更小,使得台灣的蛭蚓和淡水蝦之間更可能趨近於寄生關係也說不定。

尷尬的是,由於近年來台灣在觀賞淡水蝦市場上輸出了不少淡水蝦個體,連帶的也讓平頭霍氏蛭蚓輸出到世界各國,成了異國水族缸裡的新成員。2020 年的波蘭研究發現,120 隻從台北運到華沙的水族賞玩用的台灣米蝦當中,總共找出了 122 隻附在蝦子身上的平頭霍氏蛭蚓,整體來說這些米蝦感染蛭蚓的比例達 23.3%,感染蛭蚓的米蝦身上平均有 4.4 隻蛭蚓。區分米蝦的性別來看,雄蝦感染蛭蚓的比例似乎稍高,但雌蝦感染的蛭蚓平均數量比較多。平頭霍氏蛭蚓感染的位置也有所偏好,有 44.3% 的感染落在胸足區域,22.1% 的感染在額角附近,其次是 21.3% 的感染在腹足與腹部區域,最後才是 12.3% 的鰓部感染。此外,雖然雌雄米蝦同樣在胸足區域有最多的感染,但雄蝦被蛭蚓感染的位置更常發生在腹足與腹部區域(43.3%),卻不曾出現在額角;反觀雌蝦被蛭蚓感染額角區域有29.3%,在腹足與腹部區域則僅有14.1%。

如何去除平頭霍氏蛭蚓

讓淡水蝦玩家皺眉的消息是,在 2020 年這一篇研究中,雌性台灣米蝦的鰓部、腹足和腹部區域的確可見些許損傷,雖然也可能有其他的原因,但這有可能就是因為平頭霍氏蛭蚓活動造成的。所以,即使蛭蚓可能無害,但對淡水蝦玩家來說,或許是看了討厭、或者是為求保險,總之也許還是希望將蛭蚓除之而後快。那麼,到底該怎麼做才好呢?

其實,去除蛭蚓最簡單的方式,就是將水體鹽度升高到 0.5% 以上。根據 2016 年的日本研究,平頭霍氏蛭蚓在水體鹽度達1%時,三小時內就會死光光,不過這個實驗是把蛭蚓從宿主身上取下來以後才進行的,所以各位淡水蝦玩家們哪天要是想依法炮制,千萬務必先確定手上的淡水蝦能夠忍受鹽度 1% 超過三小時,否則為了去除蛭蚓結果也讓心愛的蝦子魂歸西天,宿主因為附生的無害小蟲而玉石俱焚豈不得不償失,你說是不是哪?

參考文獻:

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Brown BL, Creed RP, Skelton J, Rollins MA, Farrell KJ (2012) The fine line between mutualism and parasitism: complex effects in a cleaning symbiosis demonstrated by multiple field experiments. Oecologia 170: 199–207

Farrell KJ, Creed RP, Brown BL (2014) Preventing overexploitation in a mutualism: partner regulation in the crayfish–branchiobdellid symbiosis. Oecologia 174: 501–510

Maciaszek R, Jabłońska A, Prati S, Swiderek W (2020) First report of freshwater atyid shrimp, Caridina formosae (Decapoda: Caridea) as a host of ectosymbiotic branchiobdellidan, Holtodrilus truncatus (Annelida, Citellata). Knowledge & Management of Aquatic Ecosystems 421: 33–40

Niwa N, Archdale MV, Matsuoka T, Kawamoto A, Nishiyama H (2014) Microhabitat distribution and behaviour of Branchiobdellidan Holtodrilus truncatus found on the freshwater shrimp Neocaridina spp. from the Sugo River, Japan. Central European Journal of Biology 9: 80–185

Tanaka K, Wada K, Hamasaki K (2016) Distribution of Holtodrilus truncatus, a Branchiobdellidan Ectosymbiotic on Atyid Shrimps in the Kii Peninsula, Western Japan, with Reference to Salinity Tolerance and Host Preference. Zoological Science, 33: 154–161

大高明史,陳榮宗(2010)台灣內水域新紀錄一種蛭蚓類及四種貧毛類。台灣生物多樣性研究 12: 97–110

大高明史,格爾德,大和茂之,陳榮宗,西野麻知子(2015)台灣匙指蝦類體表兩種外共生蛭蚓目及切頭類之共棲。台灣生物多樣性研究 17: 253–262

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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著
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