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飛得和鳥一樣好的魚

科景_96
・2011/02/10 ・883字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

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Original publish date:Sep 11, 2010

編輯 Gene 報導

 

離開水的魚並沒啥了不起,除非牠們是飛出水面的。科學家利用風洞實驗發現,原來利用胸鰭和腹鰭滑翔的飛魚,能夠真的飛得和鳥類一樣好。

 

過去研究飛魚的科學家,只能利用其他動物相似的翅膀來猜測飛魚的空氣動力學。現在韓國首爾國立大學的機械工程師Hyungmin Park和Haecheon Choi直接把飛魚放進風洞中去瞭牠們是怎麼飛的。

韓國首爾全國漁業協同組合連合會提供了他們在日本海剛捉到的40隻飛魚(Cypselurus hiraii)。他們從冰桶中挑了五隻體形最相似的飛魚,交由韓國海事動物研究中心把魚乾燥並利用塑膠泡棉製作作成標本。他們把其中三隻的胸鰭和腹鰭拉出弄成類似雙翼飛機,第四隻魚僅拉出胸鰭,第五隻則把所有胸鰭和腹鰭收起。然後把五隻魚都送進風洞去測量。為了模擬在水面上的飛翔,他們把一缸水放進了風洞去做實驗。

 

結果他們發現,飛魚在風洞中能夠達到的最大上升力的角度,和飛魚在野外跳出水面的角度是一致的。同時,他們也發現飛魚在水面上滑翔時,是和水面平行的,那樣可以把升阻比(lift–to–drag ratio)提至最高,所以能夠在空中保持最長的滑翔時間。而胸鰭和腹鰭同時能夠讓飛魚在空中保持穩定。而飛魚的滑翔能力,和老鷹及海燕一樣好。

 

他們還發現,飛魚很神奇地把在水面上滑翔的阻力減少了14%。飛魚在水面上滑翔,原本會因為鰭表面的氣壓不同,而產生阻力。在滑翔時,翼下的氣壓會大於翼上的氣壓,而高氣壓會往低氣壓處移動,不過只能夠在翼尖發生,因此在滑翔當中翼尖處就會產生了會導致阻力的亂流。可是當飛魚接近水面上滑翔時,會產生地面效應(ground effect)而使得亂流消失。

 

飛魚可以利用地面效應在水面上飛翔長達400公尺!飛魚還會利用尾巴拍打水面在空中滑行。有些飛魚甚至演化出更大的尾鰭下葉來提高推力以助在空中滑行。飛魚為何在要空中滑翔呢?有兩個假設,一是牠們可以躲避獵食者,另一個是牠們在空中滑翔比在水中游泳還省力。

 

賓州西徹斯特大學的動物學家Frank Fish和Choi認為,這個研究有助研發出更省能源的航空器,例如可以用於改善「機翼翼地效應」(wing-in-ground effect)的載具。

 

 

參考來源:

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黑翅膀傳說:飛魚季與達悟人食魚禁忌背後的科學
臺北地方異聞工作室_96
・2017/04/01 ・4691字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

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圖/C.J. Wang @Flickr

近日天氣漸暖,時序進入春天,正是蘭嶼的達悟人開始捕捉飛魚的季節。每年三月,飛魚隨著溫暖的黑潮北上,迴游到蘭嶼附近的海域,達悟人便會舉行著名的招魚祭(Mivanuwa),此後,十人大船下水,正式宣告飛魚季的展開。

飛魚季大約從每年的二月開始,一路持續到八、九月,也就是從可以開始捕捉飛魚,到停止吃食飛魚為止,一共七、八個月的時間。這段期間,達悟人會舉辦多個祭典,如「招魚祭」、「十人大船下水儀式」、「單人與雙人拼板舟下水儀式」、「舀水祭」、「螃蟹祭」、「小米祭」、「豐收祭」、「飛魚終食祭」等等。

在飛魚季期間,達悟人必須遵守許多禁忌,然而在飛魚季以外的時間,達悟人們要遵守的禁忌也不少。這些禁忌有些看似不合理,背後卻有相當科學的解釋,然而在深入了解這些禁忌之前,你是否好奇,這些禁忌究竟所謂何來?

黑翅膀的傳說

傳說,達悟人曾將飛魚和其他魚貝類一同煮食,生了奇癢無比的惡瘡。夜晚,一名老人便夢到一隻有著黑翅膀的飛魚,對他說:「我是飛魚們的頭目,黑翅膀飛魚,特地前來告訴你,你們不可將飛魚和其它的魚、蟹、貝類一起煮食。這樣做不只你們自己會生惡瘡浮腫,飛魚群也因此生了大病。為了要讓你們熟悉捕食飛魚的時間和規則,明天早上到海岸邊來找我。」

第二天清晨,老人依約前往海邊,果然見到一條巨大的黑翅膀飛魚,只見牠雙鰭趴在大石頭上,身後還有各個種類的飛魚。牠開口道:「像我這樣的黑翅飛魚(mavaheng so panid)量最少,是飛魚中的貴族,最有聲望。你們必須晚上火漁,白天舟釣,不可用火烤來吃,否則會生瘡。紅翅飛魚(saliliyan)量最多,白天舟釣,夜間火漁,而且要用牲畜的血祭它們。白翅飛魚(sosowoen) 量少,最先到達蘭嶼島,只能夜間火漁,不能白日舟釣。Kakalaw 沒有什麼用處,多半在  Pikaokaod(達悟曆三月,約國曆四月)下旬,才隨紅翅飛魚一起到,體型較小,給小孩子吃剛剛好,不需曬成魚乾,捕回來直接下鍋煮。晚上火漁,它們不吃餌(也就是不能舟釣)。Loklok 不會成群游到,是鬼頭刀(arayo)最愛吃的魚,可以用來釣鬼頭刀。小孩子不能吃,老人可以吃,可火漁。Sanisi,不能吃,可用來釣鬼頭刀。」(註1)(註2)

黑翅飛魚(Cheilopogon cyanopterus)。圖/林沛立(2007-05-04),《數位典藏與數位學習聯合目錄》。
紅翅飛魚(Cheilopogon spilonotopterus
)。圖/(Bleeker, 1866)(2006-06-03)。《數位典藏與數位學習聯合目錄》
白翅飛魚(Cheilopogon unicolor)。圖/(Valenciennes, 1847)(2006-06-03)。《數位典藏與數位學習聯合目錄》

之後,黑翅膀飛魚又教導了老人一些關於祭祀和殺魚的方法,說完便帶著其他飛魚成群離開了。從此,達悟人謹遵黑翅膀飛魚的教誨,維持這些禁忌直到今天,這便是飛魚季的由來。

好魚和壞魚

黑翅膀對飛魚的分類,後來也延續到達悟人對一般魚種吃食的禁忌上。有到過蘭嶼觀光或是喜愛收看臺灣行腳類節目的朋友,一定聽過將魚分成「好魚」和「壞魚」,又或者是「男人魚」、「女人魚」、「老人魚」這樣的說法吧?

達悟人認為,「好魚」(或稱「真魚」,oyad)是所有人都能吃的魚,又被稱為「女人魚」;「壞魚」(rahet)因為味道較腥,只適合男人食用,被稱為「男人魚」;而味道更腥的魚,則被認為只有祖父級的老者才能食用,是為「老人魚」。(老人魚是壞魚下面的細分,也就是說老人魚一定是壞魚,但壞魚卻未必是老人魚。)

而根據性別和階級,又有些魚適合孕婦食用、有些適合哺育幼兒的婦女、妻子懷孕的丈夫、有哺乳兒的父親、男童、女童等等經歷不同生命階段的人們,然而大抵上便是根據好魚壞魚的分類變化而來。簡單來說,一個祖父級的男子可以吃食所有的魚,而祖母級的女子則可以吃食所有的好魚。

不同生命階段的人們,在食用魚的禁忌和規則上也有所不同。圖/Remi Tu @Flickr

「好魚」的肉質一般較細,體色較鮮艷,「壞魚」的肉質則較粗、味道較腥,體色較樸素,不過兩者之間的分野並不清楚。曾有學者指出幾種分類的標準,如名稱吉不吉利、味道好不好吃、外觀的美醜、會不會傷人等等,然而美醜和味道是相當主觀的,一條魚究竟是因為本身的因素,或者是被分類後才對其產生嫌惡感,孰因孰果其實相當難辨,至於名稱就更是分不清因果了。

比如蝴蝶魚是一種體色相當豔麗的熱帶魚,時常作為觀賞用魚飼養,據說肉質相當鮮美,然而大多數能夠食用的蝴蝶魚,都被分類為老人魚。好魚壞魚的分類標準,目前學者還沒有一個明確的定論。

值得一提的是,老人魚也並非所有成為祖父的男子都能吃,若是成為祖父的男子父親仍然健在,也會將食用老人魚當成禁忌,否則「吃了好像父親已經不在了」;而有時就算並非祖父,到了一定年紀的鰥夫也能吃食。老人魚能否食用的標準,有時也是相當憑感覺。

達悟人的一餐

至於要了解將魚分成好魚壞魚有什麼好處,就不能不先了解達悟人是如何張羅一天的餐食。傳統上,達悟人的正餐通常是兩餐,早餐和晚餐,而早餐通常都是昨夜晚餐的剩食重新料理而成,只有節慶或因故如天候不佳、拜訪友人等等,才會在家中用午餐。

正餐必須包含兩類食物,「主食」(kanen)和「副食」(yakan),前者也被簡單地稱作「飯」,後者則稱「菜」,僅有一樣的都被稱為點心。主食主要是芋頭、甘藷等塊根作物,而因為受到臺灣本島的影響,稻米也逐漸為人接受。副食則種類繁多,如海中的各種魚類、軟體動物、蟹類、貝類、藻類、各種山野採集到的動植物等等非主食類的食材都包含其中。豬羊雞等牲畜則較為特別,只有節慶或儀式時才會宰殺。

芋頭是蘭嶼人的傳統主食。圖/AJ Batac @ Flickr

雖然副食的種類如此繁多,四面環海的蘭嶼,自然是以魚類最為重要,若節慶時沒有豬羊雞可宰殺,也常以魚類充數。達悟人的社會分工相當明確,「女人拿飯,男人找菜」這句話,便囊括了達悟人一天的行程。

禁忌背後的科學

由於捕魚的收穫風險高,空手而回是相當有可能的事,自然會想多捕一些容易捕捉的魚。若是這樣,較好捕捉的魚大概沒過幾年便被捕光,造成嚴重的生態浩劫。然而達悟人的食魚禁忌,讓這樣的浩劫得以避免。

一般而言,好魚(女人魚)較容易受到驚嚇,不好捕捉,壞魚(男人魚)則行動遲緩或極易上鉤。例如蝴蝶魚與單棘魨是相當容易捕捉的魚,後者更因為行動遲緩而被稱為「懶惰魚」(註3),但因為蝴蝶魚是老人魚,單棘魨是壞魚,達悟男人為了養活一家人,對這種魚的捕殺只能適可而止,必須付出額外的努力去捕捉其他女人能夠吃的好魚才行。無形之中也保障了壞魚的生存,達成一定的生態平衡。

此外對於達悟人來說,迴游魚類如飛魚、鮪魚、鬼頭刀等等是神聖的,他們認為這些洄游魚平時與天神同住在天上,只有春天時候會被放出來,來到蘭嶼供達悟人捕撈。飛魚季的開始,讓這些洄游魚類成為達悟男人準備副食的主要目標,減少了一般平時對礁岸魚類的捕捉,而飛魚季從二月至八月的這段期間,正是這些珊瑚礁魚類的繁殖期。如此交替,讓這些礁岸魚類得以休養生息,達成生態永續的目的。

除了生態上的科學之外,一些禁忌本身也相當科學。如「在飛魚終食祭後,須將所有未食完的飛魚全部丟掉」,就是因為早期的達悟人除了曬魚外沒有其他的保存技術,怕放久腐壞;而在黑翅膀傳說裡提到,「飛魚不可與其他魚貝類混煮」,或許便是因為食物混煮,煮熟的時間不同,可能造成生食的情況;詳細版本的黑翅膀傳說中提到,「宰殺飛魚時,必須放在 zezeteban 上,而不要放在 amongan,因為前者是用來放生的飛魚,後者是用來放煮熟的飛魚」也是相當有概念的「生熟食分離」;而「飛魚的眼珠和膽必須挖出放在 mamatan 上,用以生吃,魚卵則必須煮熟」(註4),或許便是害怕煮熟後破壞了眼珠和膽汁的營養,才如此言明規定。

結語

曬飛魚。圖/C.J. Wang @Flickr

當然,並非所有禁忌背後都有科學解釋,有些禁忌本身或許沒有什麼道理,卻能達到維持社會秩序的功能。例如飛魚季期間,不可以罵髒話或亂說話,也不可對游進的飛魚指指點點;捕魚時的魚團也有種種規定,例如返回共宿屋時,不可經過其他魚團慣常經過的道路,而除了同團男子有懷孕的妻子可以來到共宿屋之外,孕婦不可進入共宿屋,否則會帶來霉運。又或者,別人家曬飛魚的架子不能隨意走過;甚至連飛魚的處理方法,哪邊應該割幾刀都有嚴格的規定,否則就要全部丟掉。

正是因為全然的相信,禁忌才具有約束力,若是沒有了禁忌,傳統社會的秩序便難以維持,無以為繼。然而在科技與知識發達的現在,從前的禁忌也正逐漸消失。譬如「飛魚終食祭」後,必須丟掉所有飛魚的傳統,也因為冰箱的出現,被認為太過浪費,漸漸無人遵守。機動船的出現,也使得許多與拼板舟相關的禁忌漸漸被人遺忘。此外,飛魚的烹煮方法曾有著嚴格的規定,如必須以生水加入些許海水的方式烹煮,不添加調味料──也因為現今的年輕人追求口味變化,僅存耆老還恪守這樣的禁忌。

傳統的改變並非不是好事,民俗本該與時俱進。如今的達悟人們,因為科技和知識有了獨立思考的能力,禁忌的約束力雖然逐漸消失,某些基本價值卻不應改變。該做的,或許便是了解這些禁忌產生的原因,即使不再畏懼禁忌,也能讓好幾個世代守護的達悟文化和蘭嶼生態,繼續永續下去。


  • 註釋:
  • 註1:
    黑翅飛魚,又名青翼鬚唇飛魚,學名:Cheilopogon cyanopterus
    紅翅飛魚,又名紫斑鰭飛魚,學名:Cheilopogon spilonotopterus
    白翅飛魚,又名白鰭鬚唇飛魚,學名:Cheilopogon unicolor
    鬼頭刀,又名鯕鰍、三保公魚、飛虎,學名:Coryphaena hippurus
  • 註2:在不同的文獻中,黑翅膀提到的飛魚種類有多有少,此處僅引用陳玉美小姐纂修之《台東縣史雅美族篇》內之記載。
  • 註3:此說法引自余光宏先生所撰《雅美人食物的分類及其社會文化意義》內容。
  • 註4:
    zezeteban,放飛魚的盤子。
    amongan,飛魚盤。
    mamatan,放飛魚眼的碗。
  • 參考資料
  • 黑翅膀飛魚的傳說
    《雅美文化故事》,鍾鳳娣主編
    《台東縣史雅美族篇》,陳玉美纂修
  • 食魚禁忌和歲時祭儀
    《雅美人食物的分類及其社會文化意義》,余光宏
    《雅美族漁人部落──歲時祭儀》,董森永

楊海彥/
畢業於台灣大學生化科技學系,而後就讀實踐大學工業設計所,沒念完就跑出來開工作室。目前專注於把台灣文史和民俗元素轉化為故事,設計實境遊戲、桌遊和說。
嗜讀奇幻文學,喜愛電影,比起咖啡更喜歡茶,卻養一隻以咖啡為名的貓。
臺北地方異聞工作室_96
23 篇文章 ・ 253 位粉絲
妖怪就是文化!北地異工作室長期從事臺灣怪談、民俗、文史的考據和研究,並將之轉化成吸引人的故事和遊戲。成員來自政大與臺大奇幻社,從大學時期就開始一起玩實境遊戲和寫小說,熱愛書本、電影和實地考察。 歡迎來我們的臉書專頁追蹤我們的近況~https://www.facebook.com/TPE.Legend

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假睫毛越長就越棒嗎?!最好還是不要超過眼寬的1/3
曾 文宣
・2015/12/01 ・531字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

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ISTOCKPHOTO-THINKSTOCK
有人想要請問PanSci週四動畫日的常景陸主播,牠的睫毛是不是最長的呢? Source: ISTOCKPHOTO-THINKSTOCK

標題的問題我不只一次問過吾家老媽。每次出門前,她總坐在梳妝台前耗去一大把時間,最後走出房間,我只會發現她長到很不自然的睫毛,這麼容易被識破的假睫毛,甘伍咖賀(台語)?

今年二月刊在《英國皇家學會介面期刊》的研究找來了22種哺乳動物,除了量了他們的睫毛長和眼寬長,還進一步去量測這些不同動物眼睛的水分蒸散量、阻隔塵埃量等空氣動力學相關的物理數據。大致上的結論是:

  • (1)如果按比例的話,大概睫毛長都是眼寬的1/3
  • (2)這樣的睫毛黃金比例,此長度能夠最有效將外界氣流攔截於眼睛之上,降低 50% 從眼睛蒸散出去和塵粒進入到眼睛的量(所以可以保濕防汙)。如果睫毛再長下去,這些功能反而就沒有囉!
來看看這22種動物的睫毛大概多長吧!編譯自 Amador et al. 2015_Fig. 4

快好好請身邊的朋友們拿起尺來量量,作者在此徵求黃金比例的睫毛照~XD

研究文獻:
Amador GJ, Mao W, DeMercurio P, Montero C, Clewis J, Alexeev A, Hu DL. 2015 Eyelashes divert airflow to protect the eye. J. R. Soc. Interface 12: 20141294.

曾 文宣
22 篇文章 ・ 13 位粉絲
我是甩啊!畢業於臺灣師範大學生科系生態演化組|寫稿、審稿、審書被編輯們追殺是日常,經常到各學校或有關單位演講,寒暑假會客串帶小朋友到博物館學暴龍吼叫。癡迷鱷魚,守備領域從恐龍到哺乳動物,從陰莖到動物視覺,因此貴為「視覺系男孩」、或被稱呼「老二大大」。

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飛呀!飛呀!小小龍蝦!
葉綠舒
・2012/04/19 ・923字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 477 ・五年級

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當你走過港邊,可曾注意過水面的小小漣漪?可曾注意過小小的漣漪看起來不像魚吐氣泡,而當時也沒有下雨?

如果不曾注意過,那麼你可能就錯失了一個發現了…

德州大學奧斯丁分校(University of Texas, Austin)的 Brad Gemmell 就在一次例行的午休中,當他在港邊閒逛時,注意到水上出現了小小的漣漪,但既不是魚吐泡也沒有下雨。

於是他跑回實驗室去拿了一個燒杯回來裝了一些海水。結果他發現了 Anomalocera ornate 這種浮游生物,會在魚兒們接近時跳出水面來避免被吃掉 [1]

於是他帶了錄影機,跟同事再度回到了碼頭,這次除了再度看到 A. ornate 以外,他們也看到了另一種 Labidocera aestiva。這兩種都是屬於大型橈足類(copepods),大概有個幾毫米(mm, millimeter)長,長得有點像龍蝦。

研究團隊發現,這兩種橈足類,在掠食者靠近時,經由同時划動他們的五對附肢從水中衝出,以平均每秒 66 公分的速度在水面上「飛行」17 公分。

小小龍蝦怎樣飛?(圖片來源:Science Now)

17 公分可以幫助他們脫逃嗎?根據 Brad Gemmell 和他們的同事的觀察,答案應該是肯定的;在他們拍下的 A. ornate 的跳躍中,89 隻裡面只有一隻被魚吃掉,其他都脫離魚口了。

在另一個學校的海洋生物學家 Petra Lenz 覺得他們的研究很有趣。他說,過去常發現這些浮游生物會黏在桶子的兩邊,這個發現也解釋了為什麼。科學家們一直以為這些浮游生物只會在海水裡飄來飄去,這個發現也推翻了這個想法。

研究團隊發現,由於這兩種浮游生物的體積微小,雖然在滑翔時,光是躍出水面就消耗了 88%的能量,但剩餘的 12% 仍然能讓他們飛行得相當遠(體長的 40 倍)。相對於飛魚(體長大約 30 公分),雖然飛魚滑翔時,躍出水面的這個動作並沒有消耗這麼多的能量,但是因為飛魚的體積相對大很多,所以飛魚以擺動自己尾鰭的方式產生的動能並不能滑那麼遠 [2],但是根據資料,由於飛魚在離開水面後會張開胸鰭來乘風飛行,所以飛魚可以飛出相對於體長六百多倍的距離。歷史上最高紀錄是在熱帶大西洋的 1109.5 米,這就不是體積微小又不能乘風飛行的 A. ornate 和 L. aestiva 有辦法達成的了。

參考資料

1. Holy Flying Plankton!—ScienceNOW [20 March 2012]
2. 飛魚為什麼會飛?—國際在線 [04 April 2007]

本文原發表於作者部落格