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為什麼浣熊的臉看起來這麼討人喜歡?—《森林秘境》

商周出版_96
・2014/09/12 ・2563字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 502 ・六年級

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Photo Credit: Richard Probst (CC BY 2.0)

這時,我看到三隻浣熊正用牠們的腳掌緩緩划過落葉堆,朝著我所在的方向走了過來。牠們的動作專心、從容,而且目標明確。在下坡時,牠們似乎是用滑的,看起來像是銀灰色的大型毛毛蟲。牠們的體型比我在附近見過的那些成年浣熊稍微小了一些,或許是今年春天才出生的。

我坐的地方剛好位於這幾隻浣熊前進的路徑上。牠們一直走到距我不到一英尺的地方才突然停下。這時,由於我的頭是朝著另外一個方向,因此無法看見牠們,只好用耳朵仔細聆聽。我聽見牠們站在那兒一邊喘氣、一邊用鼻子嗅著周遭的動靜。過了半分鐘後,其中一隻浣熊突然輕輕的用鼻子噴氣,發出了「哼!」的一聲。之後,三隻浣熊便再度邁開步伐,從我旁邊走了過去,距我只有一、兩英尺。牠們進入我的視線範圍時,臉上並未露出警覺的神情。一會兒之後,牠們便下山了。

我看到這些浣熊時,最初的反應是一陣驚喜。當我發現那些奇怪的聲音居然是三隻浣熊發出來的,而且牠們正朝著我走過來時,不由得大為興奮。當牠們走近時,我看見了牠們的臉:牠們臉上的絨毛是黑色的,周圍鑲著一圈乾淨俐落的白邊,眼珠子像黑曜石一般,圓圓的耳朵喜氣洋洋的豎著,鼻子細細長長的,頸部有一圈銀色的毛皮,模樣還真是討人喜愛。

然而,當這個念頭掠過我的腦海時,我心裡立刻感到有些不自在。身為動物學家,我怎麼可以用「討人喜愛」這樣的字眼來評論一種動物呢? 這是兒童和業餘人士才會使用的語言,尤其是面對浣熊這類常見的動物時。我一向都試著將動物當成獨立存在的個體,觀察牠們的本質,避免把心中的慾望投射在牠們身上。但不可否認的,我對牠們畢竟還是有一些感覺。我很想抱起一隻浣熊,呵癢牠的下巴。但毫無疑問的,這樣做簡直就是在踐踏我身為動物學家的職業尊嚴。

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對於我的處境,達爾文或許能夠感同身受,因為他明白臉部的模樣對我們的感情有多大的影響力。他在《物種起源》發表十年後,出版了一部名為《人與動物的情感表達》(The Expression of the Emotions in Man and Animals)的著作,說明人與動物的臉部如何反映出牠們內心的情感狀態。

我們的心智或許有意隱藏我們內心的感受,但我們的神經系統卻會將這些感受呈現在我們臉上。達爾文宣稱,能夠敏銳察覺臉部表情的各種細微變化,是令我們得以生存下去的一種核心能力。

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達爾文認為,猩猩能透過表情傳達情緒,包含生氣、失望等。 Credit: Wellcome Library, London. Wellcome Images images@wellcome.ac.uk wellcomeimages.org  (CC BY 4.0)

此書的重點在探討神經和肌肉將內心情感轉化成面部表情的機制,並假定觀察者能夠正確的詮釋這些表情所代表的意義。到了二十世紀初期和中期時,康拉德.勞倫茲(Konrad Lorenz,他是最早致力於研究動物行為演化過程的學者之一)提出了更明確的論點。他分析了動物透過臉部表情溝通的方式,以及牠們如果擅於觀察其他動物的面部表情可能會在演化上取得哪些好處。此外,他還更進一步研究人類為何會被某些動物的臉吸引,但對其他動物的臉卻沒有興趣。

他的結論是:由於人類喜歡嬰兒的臉,因此我們在觀看動物時可能會受到誤導。如果動物的臉長得像嬰兒一樣,就算牠們的本性一點也不討人喜歡,我們還是會認為牠們很「可愛」。

勞倫茲認為,動物如果有大大的眼睛、圓圓的五官、超大的頭和短短的四肢,就會激發我們的某種本能,讓我們想去抱牠、疼牠。除此之外,有些臉型也會讓我們產生錯誤的判斷。例如駱駝的鼻子高於眼睛的水平,會讓我們以為牠們很驕傲、瞧不起人。老鷹的眉峰堅毅、嘴部的線條狹窄而果決,會讓我們聯想到領袖特質、君臨天下的氣勢以及戰爭。

勞倫茲認為,我們用來判斷人類臉部特徵的標準,會大大影響我們對動物的看法。我想他說得沒錯,但他可能只說對了一半。人類已經和動物互動了幾百萬年,想必應該已經有能力辨別浣熊和人類嬰兒之間的差異吧? 事實上,這樣的能力對人類而言是很有用的。我們的祖先在面對其他動物時,如果能夠正確的判斷牠們是具有危險性還是對我們有用,想必會比那些不了解動物的人更占優勢。

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我想我們對動物的潛意識反應除了受到我們對人臉好惡的影響之外,也會受到這類判斷的影響。我們喜歡那些不會對我們構成人身威脅的動物:那些身軀小巧、嘴部的肌肉不發達、眼睛不敢直視我們、眼神溫馴的動物。我們害怕那些眼睛一直瞪著我們看、顎部的肌肉發達、四肢比我們強壯、跑得比我們快的動物。人類和其他動物共同生存已經有很長一段時間,但開始馴養動物卻是晚近的事。在人類發展的後期,那些懂得利用動物的人士開始畜養犬狗幫忙打獵,畜養山羊以便吃牠們的肉、喝牠們的奶,畜養牛群以幫忙耕作。在這樣的生活當中,人類必須能夠精細的解讀其他動物所發出的訊息。

當這幾隻浣熊出現在我的視線中時,我的祖先便透過我那已經演化的精密腦袋對著我喊話:「這些傢伙腿短短的、嘴部的肌肉不發達、身體矮矮胖胖,看起來沒什麼危險性;牠們的肉很多,可以供我們飽餐一頓;牠們看到人並不害怕,或許可以養一隻來玩玩;牠們的臉長得很可愛,像小嬰兒一樣。」在那一瞬間,昔日的經驗都以非語言的形式浮現,讓我不由自主的對這些浣熊充滿好感。儘管在事後,我會試圖用語言文字來加以解釋,但在那當下,這完全超乎我的理性所能控制的範圍。

或許我不該對自己立刻喜歡上這些浣熊感到如此丟臉。這個在我眼中「很不專業」的反應,其實讓我看到了自己身為動物的天性。人類是很擅於解讀臉部表情的動物。我們在一生當中一直不斷在判讀別人的情緒。只要看到一張臉,我們便會立刻在下意識做出結論。這幾隻浣熊的臉讓我訝然發現自己心理上的矛盾,並因此感到尷尬。但事實上,我每天都會有數十次乃至數百次類似的反應。

當這幾隻浣熊踩著沙沙作響的落葉離去時,我意識到我觀察這座森林,就像拿起一面鏡子,從中照見自己的本性。這面森林之鏡比人的世界更加澄明。我的祖先和森林及草原上的動物共同生活了數十萬年之久。牠們之間互動的經驗,已經形塑了我的大腦和嗜好。這些心理特質雖然在人類文化的影響之下已然出現改變、融合與轉化,但從不曾被取代。在我重返森林(儘管我的身分只是觀察者,而非參與者)之後,它們才開始逐漸展露。

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本文摘自《森林秘境:生物學家的自然觀察年誌》,商周出版發行。

 

 

 

 

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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為什麼腿短短,走路還搖搖晃晃?解密企鵝賣萌的背後真相!——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/24 ・1652字 ・閱讀時間約 3 分鐘

企鵝搖搖晃晃地走路

圖/giphy

說到用兩隻腳走路的鳥類,就不得不提企鵝。企鵝用兩隻腳在冰上搖搖晃晃走路的樣子非常可愛。在水中卻可以自由自在地高速游泳、追捕魚,這兩種樣子帶給人的印象有非常大的不同。

話說,企鵝意外地可以走很長一段距離。牠們會在地上蒐集石頭來作巢,所以當然要可以走到築巢的地點。通常企鵝類的繁殖群會位在距離海岸線幾百公尺的地方,但有時會在距離海岸 3 公里以上的內陸,想像企鵝排成一列搖搖晃晃地走 3 公里,實在是可愛至極。

說是這樣說,但是走 3 公里,我們人類都覺得有點遠了,企鵝真的可以搖搖晃晃走過去嗎?

牠們的走路方式感覺效率很差,好像很累。企鵝走路時腳會使用的力量以及計算其所需能量的研究顯示,企鵝的走路方式一如外表印象,效率很差。大概所有人都會覺得「我想也是」吧,但我們不妨來仔細思考為什麼會效率很差。

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圖/giphy

鵝生好累!企鵝其實一直蹲著?

在討論企鵝的步行時,首先得要知道的是其獨特的體型。企鵝看起來是用兩隻腳站著,腳感覺極端的短。大概因為身上的毛色彷彿穿著燕尾服一樣,總覺得像是人類的喜劇演員一般。

但是牠嚴格說來並不是「站著」。看企鵝的骨骼圖(圖一)就很清楚。髖關節跟膝關節強烈彎曲的姿勢,以人類來說就是「蹲著」。換言之,企鵝時時刻刻都是蹲著的,連走路時也是蹲著的狀態。試著自己蹲著走路看看,就會像企鵝那樣搖搖晃晃地。牠們搖搖晃晃的姿態,背後的祕密就是體型與姿勢。

而由此延伸,企鵝的步行方式非常沒效率的理由,可能就是身體橫向搖擺和轉動幅度非常大。搖擺跟旋轉的動作,對前進而言怎麼看都是不必要的舉動,但是根據之前的研究,其實企鵝不搖晃反而效率會更差。之前也說過雙足步行的動能跟位能要有效率地轉換,才能有效率地運動,但企鵝似乎是用橫向搖擺的動作來進行這種能量轉換。

圖一、企鵝的樣子跟人很像,所以如果讓企鵝在山手線月台上排隊,也不會有人發現(右),但是如果看骨骼(左),企鵝蹲下來就可以跟站著的人類簡單區分開來。

短腿優先?

也就是說,企鵝走路效率不佳的理由,跟牠們這種體型跟姿勢有關。

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企鵝的腳確實很短,以現在還活著的企鵝種類來說,體型最大的皇帝企鵝的體重將近 20 公斤,和澳洲的平胸鳥類鶆䴈幾乎相同,然而比較這兩種鳥類的腿長的話,鶆䴈的髖關節大概在 80 公分高的位置,而皇帝企鵝大概在 30 公分高左右。明明體重差不多相同,企鵝的腳的長度卻只有鶆䴈的一半以下,步行效率差也是沒辦法的事。

本章已經反覆提過好幾次,腿愈長一般來說會步行速度愈快、效率也愈好,企鵝的短腳和蹲下的姿勢非常不適合走路,這點沒有人能否定。

圖/giphy

企鵝的腳會這麼短,恐怕是為了在寒冷地帶保住體溫。雖然也有棲息在熱帶的企鵝,但多數企鵝都棲息在極地,在水中跟地面上不失去體溫就是牠們最重要的課題。四肢末梢要是比較長,就會因為體積的表面積變大,容易失去體溫。所以在寒冷地帶演化的物種,耳朵等突出部位通常都會比較小。

雖然意外地能走很長距離,但企鵝仍然主要屬於在寒冷地區游泳的鳥類,為此演化出的短腿跟蹲著的姿勢,必須讓身體左右搖晃走路來補足才更有效率。

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——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

晨星出版
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陸地上的首批動物是什麼?又是如何上岸的呢?——《直立猿與牠的奇葩家人》
大塊文化_96
・2023/08/19 ・3911字 ・閱讀時間約 8 分鐘

從志留紀末期到泥盆紀這段時間,地球的大陸成了首批陸生動物的家園。
狀似馬陸的呼氣蟲是最早的節肢動物先驅。
同時,蜘蛛與蠍子的早期親屬,也利用已在地球表面建立起來的植物與真菌生態系。
牠們在陸地上進食、繁殖與死亡,為陸地食物網增添了新的複雜性,也為後來從水邊冒險登陸的其他動物提供了獎勵。

動物隨著地球的演化踏上岸

隨著地球表面被植物染綠,動物跟隨植物的腳步上岸只是時間問題。

隨著地球表面被植物染綠,動物跟隨植物的腳步上岸只是時間問題。圖/envato

第一批維管束植物在地球大陸的年輕土壤中安家後不久,節肢動物踏進了這些矮樹叢。這些無畏探險家留下的最古老證據之一,是在蘇格蘭亞伯丁附近出土的一塊化石,名為呼氣蟲(Pneumodesmus)。

牠是一種多足類,與馬陸和蜈蚣屬於同一個群體。雖然原本將牠的年代界定在四億兩千三百萬年前的志留紀,但是近期研究顯示牠可能更年輕,生活在最早期的泥盆紀。

無論如何,到了泥盆紀,動物已經在陸地上站穩腳跟,而呼氣蟲更是最早在地球上行走的動物之一。

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發現目前唯一的呼氣蟲化石

目前出土的呼氣蟲化石只有一件,而且只是一塊一公分(○.四英寸)的身體碎片。

然而在這一小塊化石中,可以清楚看到很多隻腳,從一隻可識別的馬陸狀動物的六個體節長出來。

呼氣蟲的外觀可能和這種現代的馬陸很像。圖/大塊文化

更重要的是,呼吸結構的細節清楚可見:外骨骼角質層上有稱作氣門的孔。這些氣門讓氧氣與其他氣體進入並離開身體,這塊化石也是根據這項特徵而命名為呼氣蟲(Pneumodesmus 的「pneumo」來自希臘文的「呼吸」或「空氣」)。

這塊化石提供了第一個呼吸空氣的決定性證據,這是一種全新的演化適應,為數百萬微小的節肢動物探索者,以及追隨牠們的捕食者,開放了大陸的表面。

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最古老的多足類演化過程

在泥盆紀,呼氣蟲並非獨自生活在植被中。還有許多多足類和牠一起生活,最古老的多足類化石出現在志留紀與泥盆紀的岩層。

儘管不屬於任何現代的馬陸或蜈蚣群體,牠們是現存馬陸與蜈蚣的早期親戚,外表與馬陸和蜈蚣非常相似,具有分節的長條狀身體許多腳―馬陸每個體節的兩側各有兩隻腳,蜈蚣則只有一隻。

目前已知有最多腳的馬陸是全足顛峰馬陸(Illacme plenipes),擁有七百五十隻腳。現存的大多數馬陸都是食碎屑動物,以腐爛的植物為食。這些動物的化石紀錄很少,因此每一件化石對於我們瞭解生命從水裡浮現的過程都特別珍貴。

一隻有著 618 條腿的雌性 Illacme plenipes。圖/wikipedia

最早的多足類,可能是受到早期植物產生的新食物來源所吸引,才來到陸地上。

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最早的蛛形綱動物也充分利用了頭頂上的廣闊天地。蛛形綱動物包括蟎、蠍子、蜘蛛與盲蛛。牠們有八隻腳(不同於昆蟲的六隻腳),大多數仍生活在陸地上,儘管少數(如水蛛〔Argyroneta〕)又回到水中生活。

奧陶紀與志留紀的化石顯示,蛛形綱動物和其他節肢動物可能在更早的時候就偶爾會出現在陸地上,但是到了泥盆紀,有些已經完全過渡到能夠呼吸空氣的狀態。最早的蛛形綱動物是角怖蛛,這是一個已經滅絕的群體,看起來像是蜘蛛與蟎的雜交體。

蟎與擬蠍也很多,後來還有類似蜘蛛、具有吐絲管能製造絲的始蛛(Attercopus)。就像今天一樣,這些早期的蛛形綱動物大多是捕食者,可能以其他從水邊冒出來的節肢動物為食。

到泥盆紀末期,出現了第一批昆蟲,據估計,昆蟲構成今日地球上所有動物生命的 90%。最後,一些脊椎動物也過渡到陸地上,這或許是受到尋找新的食物來源所驅動。

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我們所知的陸地生命基礎終於到位了。自此之後,演化在這些群體中繼續發揮作用,創造出我們今日所見的驚人多樣與多量。

節肢動物牠們有什麼用處呢?

節肢動物通常被看作是害蟲,昆蟲尤其如此。

然而,牠們在整個地球的運行中扮演十分重要的角色。現在有超過一萬六千個多足類物種、六萬種蛛形綱動物,以及大約一千萬種的昆蟲。

牠們不僅在地球最早期生態系中舉足輕重,至今對自然界及人類的世界仍然非常重要。

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多足類處理森林中的落葉,成為營養循環中的一個重要齒輪。蜈蚣通常是捕食者,最大的蜈蚣甚至能吃小型哺乳動物與爬蟲類。

蛛形綱動物大多也是捕食性的,因此在調節獵物的族群數量方面,發揮重要的作用。這裡所指的包括昆蟲害蟲在內,這些害蟲數量不受控制,就會損害植物的族群數量。因此,不起眼的蜘蛛對人農業非常重要。

蟎與蜱可以寄生並傳染疾病,對人類及其他動物構成威脅,其他昆蟲也會造成類似的危險。然而,昆蟲的角色變化多端,其價值確實無法估量,包括生產蜂蜜,甚至以其勤奮的活動精明操控整個生態系,例如蜜蜂、螞蟻與白蟻。

許多節肢動物都有毒,有些對人類甚至具有致命性。然而,讓獵物喪失能力和死亡的毒液也可發揮其他用處;蜘蛛毒液已被用作替代的殺蟲劑,科學家也正在研究其醫藥用途,以及在新材料上的應用。

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蜘蛛毒液已被用作替代的殺蟲劑,科學家也正在研究其醫藥用途,以及在新材料上的應用。圖/envato

此外,節肢動物可以為包括彼此在內的無數動物提供食物來源。許多節肢動物是人類的食物,包括狼蛛、蠍子、蚱蜢、白蟻與象鼻蟲等。

目前,世界各地有多達二千零八十六種節肢動物被當成食物,而且至少從舊石器時代開始,牠們已經成為食物的來源。

有人認為,隨著人類人口不斷增加,昆蟲尤其可能在未來提供重要的蛋白質來源―這是資源密集型肉類養殖的替代方案。

我們很難想像一個沒有節肢動物的地球;事實上,這樣的地球可能無法存在。早在泥盆紀,世界就是節肢動物的天下。

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但牠們冒險去到的地方,捕食者也在不遠處。節肢動物的存在,為另一個從水中出現的動物群體提供了食物,而這個動物群體在人類的演化史上特別重要:這裡講的是四足動物。

——本文摘自《直立猿與牠的奇葩家人:47種影響地球生命史的關鍵生物》,2023 年 7 月,大塊文化,未經同意請勿轉載。

大塊文化_96
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由郝明義先生創辦於1996年,旗下擁有大辣出版、網路與書、image3 等品牌。出版領域除了涵括文學(fiction)與非文學(non-fiction)多重領域,尤其在圖像語言的領域長期耕耘不同類別出版品,不但出版幾米、蔡志忠、鄭問、李瑾倫、小莊、張妙如、徐玫怡等作品豐富的作品,得到讀者熱切的回應,更把這些作家的出版品推廣到國際市場,以及銷售影視版權、周邊產品的能力與經驗。