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不再讓鳥撞裂成仁:蜘蛛網的好點子

林大利_96
・2014/05/18 ・1829字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 484 ・五年級
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在加拿大多倫多蒐集撞擊玻璃而死的鳥類屍體 photo by Kenneth Herdy, Fatal Light Awareness Program (FLAP)

建築物的玻璃是造成鳥類死亡的首要威脅,據估計在美國每年造成5.5億隻鳥類死亡。這個問題讓世界各地的鳥類學家傷透腦筋,雖然設計了防鳥撞擊玻璃的貼紙和膠帶,但是成效有限。德國慕尼黑海拉布倫動物園(Hellabrunn Zoo)召集的合作團隊經過八年的苦思,直到蜘蛛網給了個好點子,設計一種特製玻璃。經過測試後,66%的鳥隻會閃避特製玻璃,即將登場大幅降低鳥類撞裂成仁的悲劇。

每年五億五千萬隻鳥撞裂成仁

美國林務署(United State Department of Agriculture, Forest Service; USDA Forest Service)在2005年的評估報告中指出[1],鳥類因人為因素死亡的主要原因是撞擊建築物玻璃致死。估計在美國每年造成5億5千萬隻鳥類死亡,占總數的58.2%,其餘因素分別是電線(1.3億隻)、野貓(1億隻)、車輛(8千萬隻)、殺蟲劑(6千7百萬隻)、基地台鐵塔(450萬隻)、風力發電機(2.85萬隻)、飛機(2.5萬隻)及其他(漏油汙染、漁業混獲等)。尤其在春天鳥類繁殖季時,以及秋天鳥類遷徙時,更是撞擊致死的高峰。

無論是巨大的玻璃帷幕建築、還是自家住宅的小窗戶,都會引起鳥類撞擊玻璃而死。主要是因為鳥類看不見透明的玻璃,或是玻璃上的風景鏡像,都讓鳥類毫無顧忌的快速飛去,結果卻是通往另一個世界。這個問題困擾鳥類學家已久,曾經設計過防鳥擊的猛禽貼紙膠帶塗料、毛玻璃等方法,但是成效有限,也影響建築物原先設計的的採光和美觀,不容易大幅推廣。

那些蜘蛛教我的事

德國慕尼黑海拉布倫動物園的強化玻璃觀賞窗也面臨同樣的問題。園長Andras Knieriem不忍心園區內的野生繁殖鳥和候鳥因此於動物園終結一生,決定要解決這個問題,與玻璃公司Aronld Glas的研發員Christian Irmscher及鳥類學家Wolfgang Fieldler合作。Christian Irmscher為這個問題苦思了八年,嘗試過各式各樣的方法,或是在窗前栽種竹籬。但是,這些讓玻璃不透明的方法,都會影響遊客觀賞動物的視線。Christian Irmscher 說:「不影響玻璃的透明度,但是要讓鳥有所警覺。」

最後,大自然給了他一個解決之道。

為了避免鳥類毀了蜘蛛耗費大量能量製作的蜘蛛網,有些蜘蛛絲能夠反射紫外線。鳥類的視網膜上除了具備人類也有的三種的錐狀細胞:紅色、綠色和藍色,還有一種接收紫外線的錐狀細胞。大多數的鳥類都有紫外線視覺,用來尋找食物(由花瓣和田鼠的尿痕反射)和伴侶(由異性體羽反射)[2]。這個知識讓Christian Irmsche在玻璃中加上能反射紫外線的材質,並且設計成網狀,作為防止鳥擊的專屬玻璃(anti-bird-strike glass)。在鳥類的視覺裡,是一片帶有不透明網狀圖樣的玻璃;在人類的視覺裡,那仍然是一片透明無瑕的玻璃。

紫外線視覺下的特製玻璃。圖片來源:ORNILUX Bird Protection Glass
紫外線視覺下的特製玻璃。圖片來源:ORNILUX Bird Protection Glass

快來試試看效果如何!

鳥類學家 Wolfgang Fieldler 趕緊測試特製玻璃的效果。他在僅一面牆有窗戶的暗房中做測試,窗戶分別裝上特製玻璃和一般的玻璃。為了避免鳥撞上玻璃而受傷,在窗戶前架了一個安全防護網。以一些常見的鶇科(Turdidae)和山雀科(Paridae)鳥類做測試,如黑鶇(Turdus merula) 和大山雀(Parus major)。受測鳥類會從包著黑布的鳥籠中飛出,將特製玻璃視為障礙物的大山雀,會在特製玻璃前徘徊一陣之後,轉而向一般玻璃飛去。最終的測試結果,共有66%的鳥隻會將特製玻璃視為障礙物。 Wolfgang Fieldler 說:「雖然不及我們所期望的達到100%或95%,但是這樣的比例告訴我們,已經可以救回非常多的小鳥。」

這些特製玻璃先安裝在北極熊區和鵜鶘區,遊客不僅能在安全無虞的狀況下觀賞動物;園區內的野鳥,也能盡情地飛翔。

動物園園長 Andras Knieriem 說:「從此以後,再也沒有翠鳥撞上玻璃了。」

延伸閱讀

引用文獻

  1. Erickson, W. P. et al. 2005.  A summary and comparison of bird mortality from anthropogenic causes with an emphasis on collisions. USDA Forest Service General Technical Report. PSW-GTR-191.
  2. Cuthill, I. C. 2006. Color perception. Pages 3–40. in Hill, G. E. and K. J. McGraw, editors. eds. Bird Coloration, vol. 1: Methods and Mechanisms. Harvard University Press.

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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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「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。