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剝繭抽絲新技術革新全球絲製品行業

科學松鼠會_96
・2011/08/11 ・1180字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 546 ・八年級
相關標籤: 蛾 (6) 蠶絲 (5)

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野蠶繭很難剝繭抽絲

蠶絲是自然界中最輕最柔最細的天然纖維,被廣泛用於織制各種綢緞和針織品,在工業、國防和醫藥等領域也有大量應用。

目前市場上絕大部分蠶絲都來自家養的桑蠶(也叫家蠶)繭。栽桑養蠶起源於中國,距今約有6000多年的歷史。幾千年的養殖過程使得桑蠶繭易於抽絲和染色。

桑蠶蠶絲的提取只需經過相對簡單的處理,而由於野蠶繭表面附有礦物層,野蠶絲的提取一直都是一個近乎不可能的難題。野蠶繭表面的礦物層一旦被去除,就能夠得到商用價值極高的野蠶絲,這種長度和品質都極佳的天然纖維將大大促進絲製品相關產業的發展。

最近,一本名叫《生物大分子》(Biomacromolecules)的雜誌中的一項調查研究顯示,來自英國和肯尼亞的研究人員發現了一種使用酸性 溶液去除野蠶繭表面礦物的新方法,降低了野蠶絲的提取難度,並表示去除野蠶繭表層礦物之後,能夠較為容易地獲得優質長蠶絲。他們還嘗試了多種酸性溶液,試 圖找到一種能夠有效去除礦物質的同時不對蠶絲產生任何破壞的最佳選擇。

一種叫做白斑枯葉蛾(Gonometa postica)的繭面附著礦物為一水草酸鈣(calcium oxalate monohydrate)。有證據表明乙二胺四乙酸(EDTA)可以有選擇性地去除一水草酸鈣,完好地保留絲膠物質,避免蠶絲蛋白纖維絲的破壞和纏結,使 得野蠶絲可以通過熱濕處理提取。這種方法顯然有別於標準的「脫膠法」,而是一種「礦物去除法」。機械測試表明,相比現用的相對粗糙的脫膠、梳理或者乾燥抽 絲等方法,這種新技術使得蠶絲不易斷裂,大大減少了抽絲過程中可能帶來的破壞。這一項新技術的發現,將有可能極大促進絲製品產業的發展,使絲製品產業拓展 到亞洲之外的新地域。

作為這項研究的參與者之一,來自牛津大學的動物學家弗裡茨•沃拉斯(Fritz Vollrath)說:「你選擇用化學手段去除礦物質,但你一定不會選擇那些低劣的方式,你絕不會願意選擇那些會有損蠶絲質量的方式。因為家養桑蠶絲和野 蠶絲在質地與顏色方面都有所區別,野蠶絲會受到時尚產業的高度青睞。」

沃拉斯博士(Dr. Vollrath)還說:「由於輕薄,絲製品所佔空間非常小,是價值極高的產品。而作為農產品,它對於貧困地區的發展確實是意義非凡。」他和他的同事們正在為這一項新技術申請專利。

目前絲製品產業的發展主要集中在中國和印度。然而由於氣候適宜繁殖與生長,非洲和南美洲有大量的野蠶分佈。這一新技術的發現將有可能使絲製品的發展拓展到非洲和南美洲。不僅對亞洲絲製品產業的發展意義重大,對非洲和南美洲的絲製品產業同樣有著革命性的影響。

作為絲綢的發源地,中國憑藉盛產桑蠶的優勢曾一度壟斷了高利潤的絲製品行業。然而這一項新技術的發現與應用將把非洲和南美洲帶入到競爭隊伍中來,為絲製品行業的發展帶來革命性的改變。

來源:《紐約時報》5月24日報導《生物大分子》論文摘要

作者:趙小淺

審稿:Fujia

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科學松鼠會_96
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科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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葡萄酒變酸了?這可不能忍!巴斯德揪出「乳酸菌」,成功拯救法國的釀酒業──《厲害了,我的生物》
聚光文創_96
・2022/09/12 ・2154字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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國安危機!為什麼葡萄酒變酸了?

在上一集中,我們聊到了十七世紀,荷蘭科學家 aka 手作達人雷文霍克,以他那充滿手工溫度的兩百五十臺顯微鏡,以及一百七十二塊鏡片,為世人展示了「微型動物」(微生物)的世界。

然而在雷文霍克之後,除了斯巴蘭札尼神父曾經投以關愛的眼神,做了一些相關的實驗與研究,微生物似乎逐漸被眾人遺忘。

一直到微生物學的奠基者,巴斯德(Louis Pasteur)的出現,微生物的存在終於開始閃閃發光。一開始,巴斯德是打算進行「自然發生說」的相關實驗,沒想到,一個可能動搖國本的問題卻找上了他。

巴斯德(Louis Pasteur)被譽為微生物學的奠基者,也是研發出狂犬病疫苗的科學家。圖/Wikipedia

在浪漫優雅的法國,飲酒文化與釀酒事業同樣歷史悠久,然而,當時的酒商與釀酒廠負責人卻天天急得跳腳,一點也浪漫不起來。

原來,釀酒這門手藝太過精細,只要一不小心,酒廠生產的酒很可能就會酸化變質,不僅造成商譽與營運的巨大損失,也會影響市場供應的穩定性。

生活不能缺少微醺的感覺,釀酒業的危機,簡直就是國安危機,巴斯德義無反顧的決定伸出援手。

於是,巴斯德拿出科學家的精神,仔細研究了整個釀酒過程,收集、觀察製程中,不同時間的發酵液,並且分析、比較這些酒液的不同。

經過一次一次的培養與試驗,巴斯德終於發現,在顯微鏡下,正常的發酵液中,有一種形狀圓圓的球體小生物(也就是酵母菌);而那些發酵失敗、變酸的酒液中,則可以看見一種又細又長的桿狀小生物(乳酸菌是也)。

乳酸菌平常也許是不錯的東西,但要是跑到酒裡面可就不好了。圖/envatoelements

抓出讓酒精變質的小小兇手

一八五七年八月,巴斯德發表了他的研究成果,這篇論文,可以說是現代微生物學的開山之作。論文中指出,發酵,是涉及某些特定的細菌、黴菌、酵母菌等微生物的活動。

這些研究不僅拯救了釀酒業,也影響著食品業與醫藥產業。當時的科學界一度認為,發酵與食物腐敗、傷口發炎等現象,是可以畫上等號的,因此啟發了一名外科醫師的抗菌革命之路(這段故事我們後面再聊,先賣個關子)。

回到釀酒業的危機處理之上,雖然揪出了讓酒變酸的凶手,但巴斯德的工作還沒有完成,還得找出一勞永逸的方法,才算是功德圓滿。

經過一番苦思冥想,巴斯德最後採用的是加熱滅菌法,這種方法,如今也被稱為「巴斯德消毒法」(pasteurization)。

我們都知道,加熱是個有效的滅菌方式,巴斯德將釀好的酒,短暫、而且小心翼翼的加熱,直到攝氏五十至六十度,藉此殺死那些可能讓酒變質的細菌。如此一來,不僅能讓酒長斯保存,也不會犧牲酒的口感,是不是很讚!

感謝巴斯德讓我們今天能喝到沒有壞掉的酒。圖/聚光文創

陷入絕境的養蠶業:蠶寶寶為什麼會生病?

感謝飛天小女警,啊不,是巴斯德的努力,一天又平安的過去了,釀酒業終於恢復了平靜。然而,一八六五年,法國農村再次遭遇危機。

雍容華貴的絲綢,是廣受貴族喜愛的高級布料,養蠶、攪絲、織布,也是當時法國農村的一大主力產業。沒想到,一種傳播快速、並且容易致死的疾病,卻在蠶寶寶界蔓延開來,蠶農們對此束手無策,養蠶業因此陷入絕境。

在昔日師長的建議之下,巴斯德決定投身於蠶病研究,為蠶寶寶尋得一線生機。

在此之前,他並沒有養過蠶,也缺乏相關知識。於是他動身前往法國南部,花了五年的時間,在第一線的蠶病疫區進行研究。

透過顯微鏡,巴斯德在病蠶的身體裡,發現了一些微小的病原體。

不曉得大家小時候有沒有養過蠶寶寶呢?圖/envatoelements

同樣的,溯源之後還得找出根治方法,巴斯德除了研究鑑定方法,以幫助蠶農辨認染病的蠶寶寶之外,也建議蠶農對病蠶進行隔離。

篩檢與隔離,加上選擇性育種與提高蠶群的清潔度,巴斯德提出的「蠶界防疫新生活」,不但拯救了無數蠶寶寶的性命,也讓瀕臨崩潰的法國絲綢獲得喘息。

在釀酒業與養蠶業分別取得成功之後,巴斯德於是將目光從經濟產業轉向醫療產業。

這些肉眼看不見的微生物,既然可能讓酒變酸,也可能讓蠶生病,是不是也可能引發人類的疾病?如果真是如此,只要知道如何躲避生物的攻擊,或許就能增加戰勝疾病的可能性。

大家努力待在家防疫的時候也別忘了記得動一動。圖/聚光文創

──本文摘自《厲害了,我的生物》,2022 年 9 月,聚光文創,未經同意請勿轉載。

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聚光文創_96
6 篇文章 ・ 2 位粉絲
據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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蠶繭電池是綠能的未來?!
胡中行_96
・2022/08/25 ・2454字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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一襲華美的傳統印度紗麗,在燈光下反射出璀璨的光芒。仔細收縫的布邊,附了一只小標籤,上頭繡著飛蛾般的圖樣。那是印度絲綢標誌組織,授予的真絲證明。[1] 買衣服看布料成份,天經地義。不過,如果有一天市面上販售蠶繭電池,廠商是否也會標榜百分之百純天然蠶絲? 2022 年 8 月的《科學報告》期刊上,二名印度學者詳細解說他們攜手打造蠶繭電池的流程,以及背後的科學原理。[2]

將來蠶繭電池廠商,也可以申請印度絲綢組織的真絲證明嗎?圖/Satish Krishnamurthy on Flickr(CC BY 2.0

蠶繭電池的製作

首先,他們弄來一些印度當地家蠶(Bombyx mori)的繭,攤在陽光下曝曬,以確保裡面沒有活著的蛹。吹掉灰塵後,再把蠶繭儲存在木櫃子裡備用。接著,於 25 毫升的再蒸餾水中,加入 12.5 公克的食鹽(NaCl),然後把蠶繭丟進去浸泡 24 小時。另外,也用雷同的方法,準備分別泡了再蒸餾水和氯化鉀(KCl)水溶液的兩個組別。[2]

(a)每個蠶繭都被切成兩份,做一顆蠶繭電池需要 8 份。[2]

(b)切好的蠶繭內面緊實地套住鋁片;外頭則綑上銅線。鋁是負極;銅為正極。[2]

(c)將組裝好的 8 份蠶繭串起來,放在吹風機和圓底瓶之間。上頭吹熱風;下面供應水蒸氣。[2]

(圖/參考資料 2,Figure 2)

經過一番測試之後,研究團隊最滿意食鹽水這組的結果,決定再做一個進階版的裝置:他們將蠶繭電池放在熱水壺的壺嘴,並接上 LED 燈泡。熱水大滾,水壺裡冒出來的蒸氣觸發蠶繭電池,燈泡就會發光,像下面影片中看到的模樣。[2] (畫面長寬比例差距過大,建議開全螢幕較方便觀賞。)

安裝了蠶繭電池和 LED 燈的熱水壺。來源:參考資料 2,Supplementary Video S1

蠶繭電池的原理

(a)蠶繭是一層內外結構不對稱的絲質薄膜。圖中黃色代表內面;褐色則為外側。[2]

(圖/參考資料 2,Figure 9a)

(b)此為蠶繭薄膜切面的局部放大圖。由內(黃色)而外(褐色),蠶繭上面細孔通道的尺寸逐漸變大。[2]這個結構平時的功能,是令水分子和二氧化碳得以快速地排出,但卻只能緩慢地滲入。前者確保蠶繭幾乎防水;後者則避免類溫室效應的發生。[3]

(圖/參考資料 2,Figure 9b)

(c)圓底瓶供應的水蒸氣,被困在細孔通道中。當吹風機為蠶繭加熱,水分子與蠶繭蛋白作用,H3O+ 等電荷載體應運而生。它們會因為通道內外寬窄帶來的水壓不對等,而朝單一方向運動。[2][註]

(圖/參考資料 2,Figure 9c)

(d)鋁和銅基於電負度(electronegativity)不同,也就是吸引電子的能力有所差異,更加劇了方向性移動的效果。[2, 4] 另外,食鹽水能增加電荷載體的濃度,促進蠶繭電池導電的效能。[2]

(圖/參考資料 2,Figure 9d)

吹風機的熱風與圓底瓶的水蒸氣,讓水分子迅速穿過蠶繭的細孔通道,也就是快速充電的意思。[2] 這個乾溼無限循環的靈感,源自蠶繭所處的自然環境。蠶繭通常吊在樹上,樹葉會給它滋潤的水氣,但陽光又導致水份蒸散,二者不斷改變溫度與濕度。然而,當蠶繭被放在攝氏 5 和 50 度的環境下,裏頭還能分別維持 25 與 34 度。[3] 在調節溫度的過程中,從溫差產生電能,便是熱電效應(thermoelectric effect)的展現。[2, 5] 當溫溼度都極高,充飽電的蠶繭就會用類似腦波的信號,通知蛾該退房了。[2, 3] 這也就是蛻變的現象,具有季節性的原因。[3]

(蠶的一生。圖/Internet Archive Book Images on Flickr(Public Domain))

蠶繭綠電建築

蠶繭電池製作起來雖然事倍功半,但是研究團隊寄予它極高的期望。充電靠水蒸氣;導電用食鹽,二者都是地球上容易採集的資源。因此,他們認為蠶繭電池的前景,必然優於目前市售的儲電或發電裝置。是不是純天然蠶絲不要緊,重點是希望未來能夠人工模仿蠶繭的結構,以生態友善的方式,建造會自體發電的生物聚合建築。如此一來,就能輕易滿足偏遠地區、戰略要地以及其他地方的用電需求。[2]

  

備註

原文專業的說法是,內外寬窄不對稱的細孔通道中,水壓梯度會導致電位差,進而使電荷載體出現方向性的運動。

參考資料

  1. Silk Mark – A Quality Assurance label (Silk Mark Organisation of India, 2017)
  2. Jangir H & Das M. (2022) ‘Designing water vapor fuelled brine-silk cocoon protein bio-battery for a self-lighting kettle and water-vapor panels’. Scientific Reports, 12, 13999.
  3. Tulachan B, Srivastava S, Kusurkar T, et al. (2016) ‘The role of photo-electric properties of silk cocoon membrane in pupal metamorphosis: A natural solar cell’. Scientific Reports, 6, 21915.
  4. 電負度(國立臺灣大學 科學Online,2010)
  5. Chandler DL. (2010) ‘Explained: Thermoelectricity’. Massachusetts Institute of Technology.
胡中行_96
67 篇文章 ・ 24 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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飛蛾在哪裡?絕對難不倒你!——蘇花改特輯(四)
自然保育季刊_96
・2021/05/28 ・5124字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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  • 本文轉載自特有生物研究保育中心,《自然保育季刊》第 112 期
  • 作者 / 施禮正|行政院農業委員會特有生物研究保育中心計畫助理、林旭宏|行政院農業委員會特有生物研究保育中心研究員兼副主任

緣起

冰冷的馬路,灰色的柏油,四輪鐵皮來回穿梭,路燈照射,除了人工塗漆的顏色外,少了屬於大自然的繽紛色彩。當道路穿越充滿生命力的山區,死寂與蓬勃交織,會擦出什麼樣的火花呢?

蘇花公路與台 9 線蘇花公路山區路段改善路段 (以下簡稱蘇花改) 穿越宜蘭到花蓮傍海的山區,所經之處森林少有開發,是一臺灣難得有道路經過卻仍然保持相對完整山林的地方。豐富的植被為植食性動物提供重要的食物來源,而植食性動物再做為 次級消費者的食物,串起整個綿密、複雜而彼此息息相關的食物網,因而植食性動物多樣性與植被的多樣性呈現正相關 (Cook-Patton et al., 2014)。

昆蟲中的鱗翅目 (Lepidoptera) 因為大多為植食性,其分布與數量常與當地之植物相有關,尤其是專食或寡食性物種,更是特定植物的指標,且作為初級消費者,是蝙蝠、鳥類、蜥蜴或蜘蛛等次級消費者重要的食物來源。在臺灣大多數的生物資源調查中, 蝴蝶是鱗翅目中最常被調查的對象,蛾類的物種數雖然比蝴蝶多 10 倍以上,卻鮮有調查以之作為主要標的。不論是多樣性或生物量,蛾類都遠遠超過蝶類,預期更能反映前述關係。

布幕式燈光陷阱。圖/施禮正 攝

雖然蘇花公路自 1932 年開通至今已有 88 年歷史,然而此段的生物資源調查卻十分貧乏。目前主要的參考資料來自 2002 年東華大學楊懿如老師領導的團隊針對蘇花公路於太魯閣國家公園境內路段所做的調查,動物類群包含哺乳類、鳥類、兩棲 爬蟲、昆蟲類等等。換句話說,蘇花改的動物相在過去僅知前述報告中所提及的 245 種,而蛾類僅其中的 5 科 8 種。

此外,在 1981-1990 年,史密松學院 (Smithsonian institute) 的 Clarke 博士與國立臺灣博物館達成協議後,開啟「臺灣鱗翅目調查 (Taiwan Lepidoptera Survey)」研究計畫,美國與日本學者相繼來臺,調查範圍也曾包含蘇澳到南澳段的數個地點,可惜並未針對此區給予蛾類名錄。綜合前述前人研究,截至目前為止對於蘇花公路的蛾類相依然所知有限。然而茂密森林的道路周邊,蛾類到底是一片死寂還是生機蓬勃呢?

蛾類調查樣點─清水斷崖。圖/施禮正 攝

持續九年的調查

為了對此區域道路周邊的蛾類有初步認識,筆者們便從 2012 年起迄今,共計曾在 11 個道路旁地點進行了長達 9 年的蛾類相調查,希冀可以充分瞭解蛾類物種時空分布,以做為未來研究此區生態的基石。由於蛾類主要以夜行性為主,且大多具備趨 光性,故在 2012-2017 年,我們以每兩個月一次的頻率,在東澳雷達站聯外道路 3 K、和平林道 8 K、 台 9 線 139.6 K 等固定調查地點以布幕架設燈光陷阱誘引調查蛾類物種。如遇天候不佳,在狀況允許下則改用羅氏採集器 (Robinson trap)捕捉。

羅氏採集器,以燈光吸引蛾類前來後,再以擋板攔下並加以收集。圖/施禮正 攝

另在朝陽國家步道步行而上,在森林裡選擇固定調查地點,經評估後該處不適合使用布幕式燈光陷阱,故而使用羅氏採集器。此外,樣點探勘期間,亦在東岳冷 泉、東澳國小、和平林道管制哨、和平林道 17 K 和碼崙溪等地至少各調查一次。若使用布幕式燈光陷阱,每次調查時間以日落後 4 小時為原則,以標準化努力量,若使用自動採集器,則是以當天日落後至隔日日出前為調查時間。在 2018 年以後,東澳雷達站聯外道路 3 K、台 9 線 139.6 K 與朝陽國家步道等 4 個固定調查地點皆已完成 12 個月份至少一次的調 查,和平林道 8 K 則因天候因素缺少 11-1 月的資料, 調查頻度因此改為每季一次,並加入清水斷崖做為固定調查地點。

每次調查,在時間範圍內每個物種都以至少採集一份標本為原則,以留下日後引證之依據,每份標本都會做成針插乾燥標本,並典藏於特有生物研究保育中心或國立自然科學博物館。這些標本在未來除了可作為他人重新檢驗調查期間成果的直接證 據外,亦可作為分類學、遺傳學與保育生物學等不同領域的研究材料。

截至 2020 年 2 月為止,蛾類調查一共在 11 個地點進行了 126 次調查,並獲得 16,124 件標本,這些標本涵蓋 63 個科,但其中 18 個科目前無法鑑定出其確切物種,其餘 45 科共鑑定出 1,314 個物種。這樣的成果顯示在這段道路與周邊地區可 以發現至少四分之一的臺灣鱗翅目昆蟲物種,而且有 78% 的科分布於此處,多樣性非常高。在這 45 科中,裳蛾科 (Erebidae)、尺蛾科 (Geometridae)、 草螟蛾科 (Crambidae)、夜蛾科 (Noctuidae) 與舟蛾科 (Notodontidae) 依序為物種數前五多的 科,皆超過 100 種,占整體物種數的 71%(圖 1)。

圖1. 各科物種數圓餅圖。除了物種數最多的4科外,其他科的物種數皆少於10%。圖/《自然保育季刊》第 112 期

時空分布狀況

所有調查到的物種裡,共有 203 種出現在 5 個以上的樣點,考量調查共設定 5 個固定樣點,可以推測這些物種是本區域最廣布的物種。在這些物種中,圓端擬燈裳蛾(Asota heliconia zebrina)、優雪苔蛾 (Cyana hamata hamata)、值紋野螟蛾(Agrioglypta itysalis)、橙擬燈裳蛾(Asota egens confinis)與溝翅裳蛾 (Hypospila bolinoides) 等 5 種是採集標本數量前五高者,表示為此區域優勢蛾種的代表。

本區域最優勢的物種之一──值紋野螟蛾。圖/施禮正 攝

在各樣點中,台 9 線 139.6 K 是物種數量和標本數量最多的地點,多達 51 科 958 種,同時單一次調查事件中採獲 356 份標本及 204 種也是調查期間最多者, 和平林道 8 K 和東澳雷達站聯外道路 3 K 兩處的物種數量也超過 600 種。反過來看,僅在一個地點被記錄的物種多達 452 種,以台 9 線 139.6 K的 201 種最多, 這表示各地點的蛾種組成可能有所差異。

本區域最優勢的種種之一──優雪苔蛾。圖/施禮正 攝

全年之中, 9 月累計的物種數多達 689 種,是物種出現最多的月份, 4 月與 6 月次之,也都累計超過 600 種(圖 2);相對而言, 11-12 月最少,累計物種數皆少於 300 種。若個別統計 5 個調查月份較多的固定調查地點的累計物種數,可以發現除了東澳雷達站聯外道路 3 K 和清水斷崖,其他地點的累計物種數旺季也都出現在 4 、 6 與 9 月,淡季則各自不同。

圖2. 5 個固定樣區與全部樣區各月蛾種數變化圖。縱軸為物種數,橫軸為月份。圖/《自然保育季刊》第 112 期

進一步統計各蛾種的出現月份後,共有 347 種蛾類可以出現在 6 個月份以上,也就是超過半年以上的時間都有機會看到牠們,可能皆為一年多世代的種類。採集事件少的稀有物種可能同時包含一年一世代、一年兩世代或一年多代等可能性,因此不易評估世代數。

本區域最優勢的種種之一──溝翅裳蛾。圖/施禮正 攝

與植被相的連結

蘇花改的植被相屬於榕楠林帶, 包含樹杞─江某林型與澀葉榕─豬乳母林型,因此桑科 (Moraceae) 榕屬 (Ficus spp.) 植物是大宗。目前臺灣多數蛾類的生活史不明,寄主植物資訊缺乏,但將目前僅知的資訊與本區域的蛾類名錄對應後, 可以發現其中 529 種有寄主植物紀錄,當中就有 5 科 22 種鱗翅目會以榕屬植物為食。 在這 22 種中有 15 種只取食桑科榕屬,分屬於蠶蛾科 (Bombycidae)、草螟蛾科(Crambidae)、舞蛾科 (Choreutidae) 與裳蛾科 (Erebidae),而前述提到的前五個潛在優勢物種中,圓端擬燈裳蛾與橙擬燈裳蛾便是只取食榕屬的例子。

本區域最優勢的物種之一──圓端擬燈裳蛾。圖/施禮正 攝

此外,調查期間亦在台 9 線 139.6 K 處發現一點鉤蛾 (Drepana pallida nigromaculata)。這種蛾的幼蟲專食臺灣赤楊 (Alnus formosana),過往發現地 點也同時能發現周遭便存在臺灣赤楊。然而臺灣赤楊主要分布在中海拔以上,是裸露地的先驅物種, 低海拔地區較少見,但其中一個分布地點就位在鄰近蘇花公路的觀音海岸野生動物重要棲息環境。南澳當地的特產之一——椴木香菇所使用的木材亦會使用臺灣赤楊,因此有大面積人工種植的地點。

本區域最優勢的物種之一──橙擬燈裳蛾。圖/施禮正 攝

特色蛾種介紹

在調查所得超過 1,300 種蛾類裡, 不乏大型且翅紋與顏色討喜的明星物種,可作為一般民眾認識蘇花改蛾類相的起點,例如展翅寬達 13 cm,後翅有著長尾帶,身上一襲水青色,前後翅中央有著桃紅色眼紋的長尾水青蛾 (Actias ningpoan ningtaiwana)。根據調查結果,牠在本區域出現於 3-10 月,發生期相當長,且在 6 個地點皆有採集紀錄,分布廣泛。長尾水青蛾屬又被稱為月之蛾 (luna moth),因為曾出現在許多電影、動漫與藝術品中,是較多人熟悉的蛾類之一。

在台 9 線 139.6 K 發現的的長尾水青蛾,尾帶有粉紅色斑。圖/施禮正 攝

枯球籮紋蛾 (Brahmaea wallichii insulata) 是展翅寬達 15 cm 的大型蛾類,翅上的花紋就像金色的布繡上黑色的圖案。同屬物種因為翅紋在人眼裡就像是貓頭鷹一般,在國外又被稱為貓頭鷹蛾 (owl moth),但在臺灣牠有另一個更為人所知的名字——阿里山神蝶,與阿里山受鎮宮玄天上帝的信仰文化結合而聞名,也是全世界僅知唯一與宗教信仰結合的蛾類例子。牠在本區域出現於 2-4 月,在 3 個地點有採集紀錄,依據飛蛾資訊分享站蒐集自公民科學家的資料,則於 12-9 月皆有觀察紀錄。

被稱為神蝶的枯球籮紋蛾,在蘇花公路周邊也能見到。圖/施禮正 攝

大燕蛾 (Lyssa zampa) 在蘇花改僅被採集過一次,展翅寬達 8 cm,後翅有著醒目尾帶,一長一短,翅膀中央有著白帶。本種會在臺灣出現有著十分有趣的故事,牠專食大戟科 (Euphorbiaceae) 黃桐 (Endospermum chinense),然而臺灣卻從未發現 過這種植物。依據 Tokeshi 和 Yoko-o (2007) 的推測,大燕蛾可能隨著颱風或鋒面,從東南亞移入日本, 而臺灣可能有類似的狀況,本區域唯一的一筆紀錄在 2014 年 9 月 23 日,正值鳳凰颱風離去後的時間。

鳳凰颱風後調查到的大燕蛾。圖/施禮正 攝

除了大型蛾類以外,體型小的蛾類也有許多具特色的物種。 短軀蛾科 (Brachodidae) 的 Paranigilgia bushii Nigilgia limata 都是海岸林的代表性物種,主要會在白天訪花,夜晚也有機會因趨光而被發現。卵翅蛾科 (Neopseustidae) 的臺灣卵翅蛾 (Neopseustis meyricki) 則是古老的類群,在過去非常少被發現。

趨光而來的Paranigilgia bushii。圖/施禮正 攝

長期調查下的啟示

即使我們已經進行 126 次調查,東澳雷達站聯外道路 3 K 和台 9 線 139.6 K 甚至分別調查了 38 次與 31 次,每年仍持續調查到過去未發現過的物種。雖然累積物種數的增加逐漸趨緩,但也表示要想完整了解蘇花改的昆蟲相並非一蹴可幾。這個例子可以做為其他地方需要調查蛾類相時的重要參考,以規劃合理的計畫時程。

蘇花改林相完整,加以鄰近海邊,孕育了豐富的蛾類相。對比西部平地至低海拔山區的開發歷史較長,目前已難以找到可以媲美的地方。本次調查的蛾類相,未來可以對比過去西部過去的標本採集紀錄,從而推敲與建構微環境的可能面貌。此外,植被相與蛾類相的關聯性雖然一直被提及,然而確切的相關性仍有待以科學性方法實證,在證實之前則需要對植物與蛾類相有較完整的了解,9 年的調查成果,正好提供重要的基石。

在分類學上,本文的調查已經確定有不少物種未曾被正式報導過,牠們可能是新種,也可能是新紀錄種,未來研究發表後,將更增添對臺灣蛾類生物多樣性的認識。在生物地理學上,臺灣的蝴蝶相與琉球群島多有相似,是做為探討相關題材的好材料(Hirao et al. 2015)。我們的成果正好填補東北部低海拔地區一直缺乏的蛾類調查,而這裡正好是距離琉球群島最近的地方,可藉以檢驗蛾類是否具有與蝶類相同的特性。

蘇花改的蛾類調查即將在兩年後畫下句點, 本文所呈現的成果,是結束,也是開始。

自然保育季刊_96
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