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吾非鳥,亦知鳥之樂與殤 —《鳥的感官:當一隻鳥是什麼感覺?》

林大利_96
・2014/05/05 ・2435字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 499 ・六年級

201405

你我的生活周遭時時刻刻充滿刺激,這些刺激可能來自於人、其他生物或環境,形式可能是光、聲音、溫度或化學分子。這些刺激不一定會讓你臉紅心跳、腎上腺素高升或是變成超級賽亞人,但是有些刺激承載著重要的訊息,有些刺激則會造成傷害。生物都必須面對及處理刺激,並且有意識或無意識地做出適當的反應,才有機會在環境中生存,繼而繁衍下一代。

生物透過感覺器官接收各種形式的刺激,在大腦中整理這些第一手訊息,構築出外在環境的的初步藍圖。人類透過視覺和聽覺來認識這個世界,藉由觸覺、嗅覺和味覺接收不同性質的訊息。這是人類大約以一米七到兵長一米六的高度直立行走於陸地上,所需要的感覺器官與能力。那麼,生活中必須飛天、遁地、泅潛、摸黑,不同身材大小的各種動物,又是如何透過不同廠牌型號的感覺裝備來探索這個世界呢?這個問題可相當困難了,「感覺」是相當主觀的事情,除了當事人以外,實在很難猜想他人的感受如何。如果只是用自身的立場臆測,勢必會產生許多偏見。人與人之間的互動與反應都如此高深莫測了,更何況子非魚,安知魚之樂?

令人嘖嘖稱奇的鳥類感官

鳥類振翅登天的能力,讓牠們成為一群非常容易引人注目的生物。《爾雅•釋鳥》有云:「二足而羽,謂之禽」,有羽毛和兩隻腳生物稱為鳥。羽毛是鳥類獨特且重要的特徵,大約在八千萬年前,羽毛將鳥類帶離地面,到天空拓展新的生活空間。鳥類的演化就如同鳥類本身一樣一飛衝天,多樣性大幅度提升,並且佔據了各式各樣的棲地:濕地、極地、高山、海洋、森林、草原、都市,都能見到鳥類的身影。

鳥類以飛行為基礎,調整身上的感覺裝備,持續探索各種不同的環境。猛禽運用絕佳的視力搜尋獵物;貓頭鷹敏銳的聽覺蒐集著黑暗中的各種動靜;濱鳥(shorebird)喙尖的觸覺能發現潮間帶裡的美食;紐西蘭的鷸鴕(kiwi)能嗅到土壤15公分深處的蚯蚓;油鴟(oilbird)運用回聲定位讓自己能在黑暗中自由活動;斑尾鷸(Bar-tailed Godwit)以磁覺感受地球磁場,確認方位之後,一口氣從阿拉斯加飛到紐西蘭;行為生態學家甚至已經在嘗試瞭解鳥類的情緒、情感與意識。

知己知彼的賞鳥者

讚嘆鳥類的各種感覺器官之餘,瞭解鳥類的感官世界,也和我們的生活息息相關。人類早已經開始嘗試瞭解鳥類的感覺,最初的目的是有效獲得今天的晚餐。狩獵是個充滿不確定的活動,為了要提高打獵的成功率,獵人必需要熟悉獵物的習性,巧妙的避開靈敏的感覺器官,才有機會獲得戰利品。雖然現代已經以農業取代狩獵,但是狩獵這個驚險刺激的活動悄悄且典雅的轉化為賞鳥活動,獵槍變成望遠鏡和長鏡頭相機。雖然賞鳥活動不再奪取鳥的生命,但還是保有狩獵的隱蔽、屏息、凝視、等待、攻擊(望遠鏡對焦或按下相機快門)所帶來的驚喜、期待、刺激與失落。不是每一次賞鳥都會成功,即便是耳聰目明的賞鳥高手,也會有摃龜的時候。因此,想要累積傲人的賞鳥紀錄和鳥類相片,不僅要學會找鳥,也要學會不被鳥找到,躲過感覺器官和警戒範圍,神不知鬼不覺的欣賞鳥的美姿美儀,並留下令人驚豔的照片。

人也可以有鳥的感官嗎?

博物學蓬勃發展的十八及十九世紀,博物學家開始解剖各種動物的感覺器官,探索盲眼鐘錶匠製造的精密儀器。尤其能恣意在空中飛行的鳥類,更是吸引了博物學家的目光:牠們如何適應這樣的環境?在高速飛行的狀況下,如何持續接收來自環境的各種訊息?人類與鳥類共處於同一個環境,鳥類的天擇歷程解決了一些人類無法解決的問題,人類便開始觀察鳥類的形態與行為。仿生學(biomimicry)雖然是個新穎的名詞,但是人們早已在做同樣的事情,例如達文西曾經觀察鳥的飛行與翅膀結構,設計適於人類的飛行器。透過比較解剖學和行為生態學,揉合演化適應來解釋鳥類的感覺器官與功能,讓人們逐漸認識了鳥類的感覺。但是,許多環節仍然充滿未知,值得我們持續探討,並且應用在生活之中。例如鳥類內耳負責偵測聲音的毛狀細胞(hair cell)會定期更換,讓鳥類終生可以維持良好的聽力。然而,哺乳動物則否,到了一定年紀,聽力可能會產生無法挽回的損傷。鳥類保養聽力的機制,或許能夠挽救人類的聽力傷害?

鳥類的感覺器官及適應環境的機制令我們嘖嘖稱奇,然而,也應該要小心過度著迷、執著於演化適應的解釋之中。並非生物所有的形態特徵,都具有演化適應上的功能。哈佛生物學家古爾德(Stephen Jay Gould)在1979年發表的經典論文中提到,生物的特徵就像威尼斯聖馬可(San Macro)大教堂圓頂及拱門之間的「三角拱壁」(spandrel),是建築圓頂及拱門興建之後,自然會產生的衍生物,在設計之初,並不具有特定的目的及功能[1]

全球共同的金絲雀

二十世紀初期,金絲雀(domestic canary)對於煤礦坑內的一氧化碳、甲烷及二氧化碳等有害氣體較為敏感,其衰弱或急躁的反應,便成為礦工逃離惡劣環境的警訊。「煤礦坑裡的金絲雀」(canary in coal mine)成為比喻「能提早警覺危機來臨」的諺語。「氣候金絲雀」(climate canary)則是指對環境變化敏感,其狀態變化能作為預警的生物,也就是指標物種(indicator species)。

礦坑中的環境警示已經由偵測儀器取代金絲雀,但是鳥類的指標身分並未結束,而是從礦坑擴展到整個地球。鳥類感受的光波長、音頻率以及化學分子的濃度與人類大不相同,面對急遽的全球環境變遷,鳥類的現況與數量,成為重要的生物多樣性指標(biodiversity indicator)。透過鳥類數量的變化,我們至少能知道環境現況讓鳥兒們活得好不好。幾十年下來,臺灣的環境變化確實讓黃鸝的歌聲從我們的生活中抽離,如果連麻雀、白頭翁、綠繡眼這都市三劍客都活不下去,那究竟會是何等惡劣的環境呢?雖然我們對鳥類的感覺還很陌生,只能先從數量變化評估環境變化,如果瞭解鳥類的感覺,便能具體探究那些因素讓鳥類活不下去,也能針對問題做進一步的改善。

我不是鳥,但與鳥共存於同一個世界,因此探索鳥的感覺,讚賞鳥類適應之樂,也反省鳥類逝去之殤。

 

引用文獻

  1. Gould, S. J. and Lewontin, R. C. 1979. The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: A critique of the adaptationist programme. Proceeding of the Royal Society of London Series B, 205: 581—598.

延伸閱讀

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林大利_96
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來自森林系,目前於特有生物研究保育中心服務。興趣廣泛,主要研究小鳥、森林和野生動物的棲地。出門一定要帶書、對著地圖發呆很久、算清楚自己看過幾種鳥。是個龜毛的讀者,認為龜毛是一種科學寫作的美德。


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發炎性腸道疾病的獵奇療法:來一杯「鉤蟲卵」吧!——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/24 ・2290字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

上一節,我提到了犬蛔蟲,我好不容易才忍住沒有提另外一種寄生蟲:蠕蟲。這類寄生蟲成員眾多,個個都是入侵或躲避免疫系統的行家,牠們有許多花招可以幫助牠們在人體內存活下來、繁榮昌盛。牠們之所以需要這些花招,是因為作為寄生蟲,牠們的個頭太大了,免疫系統不可能看不到牠們。即使是較小的蠕蟲物種,也有幾公釐長,跟病毒或細菌比起來,可謂龐然大物。

蠕蟲感染者的腸道 X 光照片,圖中黑線都是蠕蟲。圖/WIKIPEDIA by Secretariat

在世界上許多較貧窮的地區,由於衛生條件較差,蠕蟲帶來了無盡的痛苦:據統計,世界上約四分之一的人口感染了某種類型的蠕蟲。衛生機構正在嘗試使用預防、清潔的手段和抗蟲藥物來緩解疫情。與此同時,在已開發國家,人們已經成功消滅了蠕蟲疾病。

也許有點過於成功。

免疫反應有幾種不同的形式。我們理解得最透徹的兩種是 Th1 和 Th2(Th 代表輔助 T 細胞,這是一種重要的 T 細胞)。它們的細節比較複雜,但大體畫面是這樣的:這兩種反應處理的是不同類型的感染——Th1 類型的輔助 T 細胞會向吞噬細胞和胞毒 T 細胞發出啟動訊號。聽到「集結號」之後,這些細胞會追蹤並摧毀任何被病毒或特定細菌感染的人類細胞。與此相反,Th2 反應是直接攻擊那些尚未入侵人體的病原體,Th2 細胞會啟動一種叫作嗜酸性球(eosinophils)的免疫細胞,來殺死蠕蟲。只要一種 Th 反應上調,另外一種就會下調。這種機制是合理的,因為這樣可以節約身體的資源,並降低免疫反應的副作用。

TH2 細胞(左)正在被 B 細胞(右)活化。圖/WIKIPEDIA

蠕蟲激發的正是 Th2 反應。有人因此認為,此消彼長,在那些蠕蟲病發病率較高的國家,過敏反應( Th1)的概率恰恰因此更低。(在過去幾十年裡,已開發國家裡出現過敏反應的人越來越多)。流行病調查顯示:蠕蟲越是肆虐,過敏反應就越少。

蠕蟲採取的各種躲避和反擊策略,以及牠們的存在本身,都會對免疫系統產生影響。一個效果就是牠們會抑制發炎反應——要知道,世界上有許多人巴不得他們的發炎反應受到一點抑制呢。

因此,許多患有慢性自體免疫疾病(比如,發炎性腸道疾病)的人現在正在接受蠕蟲療法(用的是鉤蟲),針對其他發炎疾病的臨床治療也正在測試。

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鉤蟲, 被用在慢性自體免疫疾病的蠕蟲療法 。圖/WIKIPEDIA

這聽起來有點怪誕:有人竟希望——不,堅持要——被寄生蟲感染。他們向醫生求助,醫生給他們的藥是一小杯鉤蟲卵,然後他們就喝下去了。在他們的胃裡,這些卵會孵化,幼蟲會爬出來。然後,不知怎的,患者就感覺好多了。當然,鉤蟲不會存活很久(醫生選擇的物種並不會在人體腸道內存活很久,否則就會有新的麻煩了),因此,過一段時間,患者又要接受新一輪的感染,以維持免疫系統的平衡。

當然,如果我們可以不用蟲子(比如使用其中的有效成分,類似某種「鉤蟲萃取物」的藥物)就可以治療疾病,那就更好了。但是,目前還沒人知道到底哪些成分重要——而且似乎要見效,必須要用活的蠕蟲。

為了解釋關於蠕蟲的這個情況,研究人員提出了「老朋友假說」(old-friends hypothesis),這是「衛生假說」的一個改良版。你也許聽說過「衛生假說」,它已經流傳了很長一段時間,但直到一九八九年才由大衛.斯特拉昌(David Strachan)正式提出。他進行的流行病學調查顯示,那些在農場裡或田野邊上長大的孩子要比那些在城市裡長大的同齡人更少患上過敏。從此之後,「衛生假說」就被用於描述許多不同的觀念,其中一些得到了研究支持,而另一些則沒有。

總的來說,老朋友假說的大意是,人類的免疫系統是在一個充滿微生物的世界裡發育的,我們經常要跟許許多多的微生物打交道。我們已經看到了免疫系統跟腸道微生物的密切聯繫,但是這樣的親密關係也可能會擴展到病原體。免疫系統已經對一定程度的接觸和較量習以為常了。現代西方社會,是人類有史以來最愛清潔、刷洗、消毒的階段,我們受感染的機會大大減少——但這破壞了免疫系統的平衡。我們的免疫系統習慣了跟某些病原體對抗,一旦沒有了對手,它就會工作失常。因此,嬰兒和小朋友也許最好要接觸一點髒東西。

現代社會,是人類有史以來最愛清潔及消毒的階段,我們受感染的機會大大減少,但這破壞了免疫系統的平衡。圖/Pixabay

顯然,你不希望你的孩子臉上有霍亂弧菌,雖然研究人員在二○○○年發現結核病對預防氣喘有幫助,但這並不意味著你要讓孩子染上結核。但是「髒東西」裡含有許多常見病原菌的減毒突變株(不再那麼有害),這可能對孩子的身體有益。沒有它們,孩子日後也許更容易患上免疫疾病——比如過敏和自體免疫病。

問題是,要多乾淨才算乾淨,要多髒才算髒呢?抱歉,我真的不知道答案。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田

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麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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