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小時睡得少,長大求愛差

蔡宇哲
・2014/05/14 ・1454字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

credit: CC by Joe Jimbo@flickr
credit: CC by Joe Jimbo@flickr

俗語說「一瞑大一吋」,阿嬤也常說要有充足睡眠才會長得高,許多生物在幼年期都會睡得比成年後要來得多,這可能與腦部的發展有關。一篇刊登於《Science》期刊的研究發現:幼年果蠅若是睡眠受到干擾而睡不充足,成年後其求愛行為相關的腦區會較小,求愛與交配能力也會明顯降低。

剛出生的嬰兒每天會需要超過16小時的睡眠,隨著年齡的成長逐漸減少,成年後才變為約8小時左右的睡眠。幼時這種「吃飽睡、睡飽吃」的現象,有個觀點是認為睡眠與腦部發展有關,尤其是速眼動睡眠。這樣的觀點意味著幼時睡眠不足的話會影響大腦發展,長大後就會有某部分腦區發育較差,且對應該腦區的行為也會受 到影響。但最可能受影響的腦區與行為是什麼呢?一群研究者以果蠅為研究對象,發現生物最基本的能力之一:求愛與交配會明顯變差。

Amita Sehgal博士是霍華休斯醫學研究中心(The Howard Hughes Medical Institute)研究人員,他們比較剛羽化3小時的幼年果蠅與成年果蠅(9-10天),發現幼年果蠅睡眠量(註一)明顯較多,主要在白天會睡較多,也 會比較快就入睡(光亮/暗後到第一次入睡的時間),睡得也比較深層不容易被喚醒。以兩種睡眠干擾方式(註二、三)也發現成年果蠅睡眠幾乎全被剝奪,而年輕 果蠅則對干擾的抵抗力比較強,不管怎麼樣都要睡。由此結果可知果蠅也有幼時睡眠趨力高、睡眠量多的情況。

另一個實驗則將剛羽化的幼年果蠅與七天大的成年果蠅連續睡眠干擾36小時,之後再經過三天的睡眠恢復期,以錄影的方式來測量其求愛行為(註四)。結果發 現:在幼時睡眠不足的話,其成年後的求愛行為會明顯減少,成功交配比例更是由約70%降至不到20%,但若是成年後才睡眠不足,則不會影響其求愛與交配行 為。這表示繁殖能力變差並不是單純睡眠不足所造成,可能涉及到幼年睡眠時的大腦發育功能的受損。他們的研究結果也支持了這個說法:幼時睡眠受到干擾的果 蠅,VA1v這個腦區在長大後會明顯較小,而這正是與求愛行為相關的腦區。

結論很清楚了,在果蠅身上,幼時睡眠不足會影響求愛行為相關腦區的發育以及成年後的繁殖行為。不過睡眠的影響力在不同生物上會有所不同,在人類或其他生物身上是否具同樣的影響力?尚待進一步研究來瞭解。

不過如果連果蠅都要認真面對睡眠的重要,人類也是得想想目前如此犧牲睡眠是否值得了。

備註:

  1. 若果蠅連續5分鐘處於不活動狀態,即判定是進入睡眠。
  2. 機械式睡眠干擾:把果蠅放進試管後置放於震盪器上,每20秒為一個區段,每個區段隨機搖晃2秒鐘,以此來干擾果蠅睡眠。
  3. 溫度式睡眠干擾:把果蠅置放在31度C的環境下,會因太熱而難以入睡。
  4. 錄影下來由不知情研究者觀察記錄10分鐘內有求愛活動或是確實交配,感興趣者可見以下連結

參考文獻:

  • A Critical Period of Sleep for Development of Courtship Circuitry and Behavior in Drosophila. link.

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蔡宇哲
67 篇文章 ・ 3 位粉絲
中正大學心理學博士,台灣應用心理學會理事長、「哇賽!心理學」創辦者兼總編輯。泛科學、幼獅少年、國語日報科學版……等專欄作者,著有《神奇的心理學》、《哇賽!心理學》、《用心理學發現微幸福》。 喜歡分享心理學,希望人人都可以由心理學當中認識真實的自己,也因此能夠更溫柔的對待他人。


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「你不要過來啊!」蜘蛛為了在交配中保命,竟然把自己給射出去了!

Peggy Sha
・2022/05/18 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

自然界中,充滿了不少為了交配而「慷慨赴義」的勇者,像是:螳螂、蜘蛛等等,在激戰中或激戰後,雄性會變成配偶的盤中飧,如此一來,不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!(讓我們感謝飛天小爸爸的努力!)

「性食同類」不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!圖/Pixabay

這種現象呢,被稱之為「性食同類」(sexual cannibalism),通常是雌性吃掉雄性的比例稍微高一些。

但正如俗話所說,「生命會自己找到出口」,竟然有雄性蜘蛛靠著把自己「射」出去來保下一命!今天,就要來為你講述,隆背菲蛛(Philoponella prominens)的噴射故事。

交配到一半就彈出去了?超離奇高速彈射之謎!

這次的主角隆背菲蛛呢,是一種原產於日本、韓國等地的社會性動物,過去驚人的成就包括:能夠一次聚集 300 多隻同伴,共同編織出一片大網。

至於牠們超強的彈射能力又是如何被發現的?原先,來自湖北大學的張士昶副教授與團隊正在研究隆背菲蛛的性行為,卻忽然發現了一個超離奇現象:完成交配之後,雄蛛居然會猛然彈開,「biu」地一下就飛得老遠!

這驚人的過程可說是快到不可思議,最高紀錄達到一秒 88.2 公分,別說是肉眼,就連普通相機都沒辦法正確紀錄下細節。

這個現象立刻引發了研究團隊的好奇心,那麼接下來該怎麼辦呢?當然是:交配大戰看起來!

射,還是不射?這是個攸關性命的問題!

為了進行研究,團隊總共觀察了 155 次交配行為,並在其中 152 次中觀察到了這種超高速的彈射情形。你可能會很好奇,那剩下的 3 次呢?嗯……那 3 隻隆背菲蛛沒有成功彈射出去,交配後就成了配偶的大餐了。

什麼?沒彈掉就會被吃掉?這究竟是巧合還是命運的安排?

研究人員決定出手人為干預一下,他們選了 30 隻隆背菲蛛,然後想辦法阻止牠們彈射,結果發現:「彈射=保命」,要是你射不出去,那你就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的晚餐。

要是隆背菲蛛彈射失敗,那就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的營養來源。圖/Pixabay

相反地,如果成功彈出去了,那麼,你不但可以保命,也多了再次交配的機會。嘿,沒錯,牠們彈出去後還會再爬回來交配,再彈、再爬、再交配,就如此反反覆覆。(當然啦,有時也會在過程中不小心弄掉一些身體部位,比如一兩支步足。)

想要成功噴射,你需要一對強壯的步足!

至於為何隆背菲蛛能變成這樣的飛天小蜘蛛呢?秘密就藏在牠們的步足中。研究團隊發現,雄蛛們會將第一對步足抵在雌蛛身上,一旦交配完成,就用力蹬腳彈射出去。

根據實驗,科學家們發現這對步足可說是噴射與交配關鍵,少了一支都不行,只要沒有這對秘密武器,雄蛛只會停留在求偶階段,但不會真的跟雌蛛交配。但如果掉的是其他幾支腳,那可完全不會影響交配過程,還是能順利完成生育大計。

而這對秘密武器最強大的地方,其實是來自液壓;只要蜘蛛擠壓胸部的肌肉,便可以將其中的體液注入特定關節(tibia–metatarsus joint),透過液壓來伸直步足、產生彈力。

沒想到吧?為了在交配中保命,隆背菲蛛還得運用到流體力學,是不是很有趣呢?

參考資料:

Male spiders avoid sexual cannibalism with a catapult mechanism: Current Biology
These male spiders catapult away to avoid being cannibalized after sex
Watch These Male Spiders Jump Like Hell to Avoid Being Eaten After Sex
This Male Spider Catapults Itself Into the Air to Avoid Sexual Cannibalism | Science| Smithsonian Magazine
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Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。