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明星「蛙」露水

陸子鈞
・2011/09/06 ・1009字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 440 ・四年級

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綠樹蛙靠著檸檬水物理學過活。一項新的研究指出,這種兩棲類在某些時候,會在嚴寒的環境中待著,然後跳進溫暖的樹洞裡。此舉能使皮膚上的水氣凝結,就像剛從冰箱拿出來的玻璃杯壁一樣,接著樹蛙會吸收這些水份,以度過缺雨的月份。

綠樹蛙(Litoria caerulea)能長到10公分大,在澳洲的無樹平原(savannas)不難發現它們的蹤跡。在最乾燥的夜晚裡,它們勇敢地跳離原本躲藏的樹洞,花上幾小時待在樹枝或土丘上。和其他兩棲類一樣,綠樹蛙也不從嘴巴喝水,而是透過皮膚吸收所需的水份。但它們容易滲水的皮膚,暴露在乾燥的空氣中,卻也有脫水的危險;此外,北澳洲的氣溫會驟降到攝氏13度,對樹蛙而言太冷。

參與這項研究,澳洲墨爾本大學(University of Melbourne )的生理生態學家Christopher Tracy說:「為什麼樹蛙會在冷到難以行動的夜晚裡,在戶外徘徊?」

或許是為了快速喝水。就像裝著檸檬水的玻璃杯一樣,理論上,低溫的樹蛙如果跳回溫暖又潮溼的環境-像是樹洞,就能凝結水氣。溫暖的樹洞比外界氣溫高上10度,而且相對濕度在90~100%之間。

為了要證明「檸檬水理論」,Tracy和研究團隊用冷空氣或冰浴讓樹蛙降溫,再把它們放回樹洞中。很快地,樹蛙體表開始閃耀著露水,而且它們也會把水吸收,使體重在15分鐘內,增加了1%。

這伎倆也不是沒有先例。1969年,美國科學家Robert Lasiewski 和 George Bartholomew 就在實驗室中發現,鳥蛛、壁虎、蟾蜍會聚集露水並且飲用,不過他們不確定是否這些古怪的小生物在野外也會如此。在Lasiewski 和 Bartholomew研究團隊底下的生理學家Roger Seymour說:「這(Tracy的研究結果)是四十年以來最有力的證據。」

收集露水在六到八月間可能會變得非常管用,因為在北澳洲,這段期間內一滴雨也不會下,Tracy補充道。他還計算了樹蛙藉由「夜遊」獲得的水份,比因為蒸散作用散失的還多,但Tracy強調,只有在沒有其他水源的情況下。

綠樹蛙的飲水技巧或許比我們所想像的還普遍存在於兩棲類中。佛羅里達大學的生理學家Harvey Lillywhite表示,他就在澳洲乾燥的地區,看過石頭底下幾隻壁虎帶著凝結的水滴。其他動物也有類似從空氣中收集水份的能力,像是非洲一種沙漠中的甲蟲,會低頭抬起腹部,收集霧氣中的水份。Lillywhite說:「但這(Tracy的研究結果)是首次量化了集水的效益。」

然而,波特蘭州立大學的環境生理學家 Stanley Hillman 認為,只有在特定情況下,樹蛙的「凝水」行為能得到效益。他解釋,樹蛙可能無法精準地判斷天氣,如果樹蛙離開樹洞,進入更溫暖的環境,反而有可能乾死。

資料來源:ScienceNow: Australian Frogs Do the Dew [2 September 2011]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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品種狗狗的行為,有關遺傳,非關品種
寒波_96
・2022/06/08 ・3228字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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人類培育下,如今狗狗們有眾多「品種(breed)」,它們其實仍然屬於同一個物種,只是體形、外觀等特徵差異明顯。不同狗狗和人一樣有個性差異,屬於同一品種的不同個體,也會有類似的行為、個性嗎?

上述問題需要不少資料與交叉比對的分析,才有機會回答。於 2022 年發表,花費多年搜集材料的論文報告,狗的行為確實與遺傳有關,但是同一品種狗的行為並不一致。例如拉布拉多和拉布拉多不同,邊境牧羊犬和邊境牧羊犬不同,拉布拉多和邊境牧羊犬卻可能相同……[參考資料 1, 2, 3]

飼主各自貢獻資料,以供分析的狗狗們。圖/達爾文方舟(Darwin’s Ark)網站

寵物狗的公民科學

成為馴化動物超過一萬年來,狗狗們千變萬化,過往研究證實很多外貌與型態特徵可以遺傳,例如毛色、體型、藍眼睛。但是對於行為方面的了解比較少,而且想來也更難研究,畢竟行為不像顏色、尺寸那樣能直接識別與量化。

若想釐清狗狗的行為,和遺傳、品種的關係,需要搜集很多品種,每一品種都包括多位個體,以及牠們的基因組定序,再加上大批各種特徵的紀錄,才能獲得比較可靠的答案。

任何研究團隊光靠自己,都不可能取得如此龐大的資料量。研究者們成立「達爾文方舟(Darwin’s Ark)」網站,算是公民科學的應用,邀請許多飼主各自上傳狗狗的資訊,從中進一步分析(大部分參與者應該是美國人和美國狗)。

這項研究採用的資料包括來自 18385 狗的資訊,大約一半是「比較純的品種狗」;又從其中 2155 狗取得遺傳訊息,純種狗、混種狗都有。根據人為定義,全部共有 128 款品種。

大量分析的結果,簡化以後長這樣……意思到惹,不解釋。圖/參考資料 1

個體×遺傳×品種:相關性與相關性

論文做了一大堆統計學分析,基本上是這種關聯性分析、那種關聯性分析、這種關聯性和那種關聯性的關聯性分析,層層疊疊,一定很合統計魔人的胃口。有興趣的讀者請自行觀摩體驗,我只講我的理解。

結合基因體學與關聯性分析,光是原理並不太難。基因組上每個 DNA 位置有 ATCG 四種可能,比方說某個位置,不同個體為 A 或 C,配備 A 的狗都親人、C 的狗都兇兇,那麼便能推測,A 變異與親近人類有所關聯,C 變異的效果相反。

實際狀況卻複雜很多。例如配備 A 的狗有 70% 親人、C 的狗有 55% 兇兇,並非 100% 的狗都有影響。或是同一種行為,涉及多個遺傳變異,例如基因組上有 50 處位置影響親人、30 處影響兇人。反正就是有一大堆可能的組合與關聯性,樣本愈大、分項愈多,需要愈繁複的統計學分析。

要是鑽進論文的分析迷宮,恐怕很容易失掉方向,繞不出來,反而搞不懂問題是什麼,我們直接跳到外面。

另一批大量分析簡化後的結果……讀者們自行品味就好,BJ4。圖/參考資料 1

外貌形態與內在行為,都受遺傳影響

一番分析後得知,不論體型、外觀等外在特徵,或是行為這類內在特徵,都與遺傳相關,只是不同特徵的程度有別,有些相關性非常高,有些沒那麼高。因此狗狗的行為,確實取決於相當的遺傳成分。

假如每款品種狗的個體們,彼此都表現共通的行為,那麼我們應該能看到:某個品種多半都展現某些行為,而不同品種間情慾交流的混血狗,也會獲得不同品種各有比重的行為。

實際上發現,某些行為確實和少數品種的關聯性比較高,但是多數行為似乎不分品種。江湖傳說中的兇狗不見得更容易兇,容易激動的品種也不一定激動。另一方面,不同品種的狗狗,也可能表現類似的行為。

所有狗狗一起考慮,總共偵測到基因組上 11 處位置(以及 136 處沒那麼確定),可能和行為有關。鍵盤分析它們影響的基因,大部分在腦部的表現較高。

還好沒有脫離想像,不然要是影響行為的基因在腸道大量表現,該怎麼解釋?!

人擇結果:以貌取狗,不管內在

上述的分析方式,只能判斷遺傳與表現的關聯性,無法證實因果關係,不過還是能提供有意義的指引。

大量交叉比對得知,與行為有關的遺傳變異,在不同品種間缺乏明確的差異,這大概就是不同品種內,行為缺乏一致性的根本原因。相對地,和外型有關的某些 DNA 變異,在不同品種間差異明顯。

人類與狗相處的歷史超過一萬年,可是絕大部分品種狗的歷史並不久遠。早於 200 年前的狗狗,不是沒有人為選擇培育,卻著重在工作上的狩獵、守衛、駝獸等功能性特色。

要等到 160 年前,也就是 50 到 80 代以前的狗狗開始,人類才大量刻意創造出不同的品種,形成馬爾濟斯、拉布拉多、雪納瑞、貴賓狗、巴哥犬等多采多姿的品種狗。

或許有讀者認為,品種狗的行為之所以缺乏各自的特異性,是由於各品種經歷的時間太短,不足以產生差異,但是這是錯的。因為絕大部分品種狗的歷史雖短,人擇依然已經足以造成明顯的影響,反映在不同品種間,有別的毛色、體型等外觀特徵。

同一批分析指出,行為與型態一樣都可以遺傳,理論上也可以由人擇控制。然而,不同品種的狗狗,行為與個性依然有不少共通性,品種間卻缺乏明顯差異,品種內的不同個體並不一致

根據這些資訊,我們似乎可以這麼說:近兩百年來的品種培育,人類更偏好挑選外在特色,以貌取狗,不那麼在乎狗狗內在的行為。

最後也提醒各位讀者,作為寵物飼養的品種狗,只是如今全世界龐大狗群的一小部分而已。眾多的狗狗們,有些是人類親近的伴侶,還有些順利融入各地的半野生或野生環境。然而,也有不少所謂的流浪狗,成為人類與自然生態系的禍患。養狗要有責任感,不要因衝動而養狗,養了就不要直接棄養。

延伸閱讀

參考資料

  1. Morrill, K., Hekman, J., Li, X., McClure, J., Logan, B., Goodman, L., … & Karlsson, E. K. (2022). Ancestry-inclusive dog genomics challenges popular breed stereotypes. Science, 376(6592)
  2. Your dog’s breed doesn’t determine its personality, study suggests
  3. Massive study of pet dogs shows breed does not predict behaviour

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
175 篇文章 ・ 672 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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防酒駕肇事,只能靠重罰?
鄭國威 Portnoy_96
・2022/01/25 ・2625字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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酒後駕駛肇事,並不是最多人傷亡的交通事故,雖然相關宣導與罰則一直有在加強,但由於「隨機」、「難以預防」、「應報正義難尋」等特性,只要相關消息傳出,總會令人特別難受。新聞媒體也很清楚,為了建構新聞價值,報導通常會極盡所能把肇事者描述成糟糕、邪惡之人。

但事實上,在意外發生的前一秒,這位酒駕者就跟你我一樣,只是個一般人,可能特別失意,或是非常快活,但他並不想傷害誰;可也正因為這樣,不只受害者,乃至於整個社會的合理怒氣,都無處安放。

(延伸閱讀:演員吳慷仁針對酒駕罰則臉書貼文下,Leon Huang 黃致豪 律師的回應、以及李俊宏醫師的文章

酒駕意外發生的前一秒,肇事者就和你我一樣,可能特別失意,或者非常快活,他並不想傷害誰。圖/Pexels

想改變行為,不能只改變行為

我認為要消除酒駕,不能只針對行為本身,因為提高罰則跟事故下降不完全是線性關係。心理學上有一比喻:象、騎象人,以及路徑。象代表我們的直覺衝動,騎象人代表我們的邏輯判斷,路徑則代表行為實現的方向,大部分的時候,我們都任由力大無窮的大象決定要做什麼跟怎麼做。

舉例來說,早上很冷,你心中的大象想繼續睡,但騎象人說得趕快起床上班。若大象贏了,騎象人還會幫忙解釋,例如「還有特休可以請」,「有人可以代班」,「若上班時想睡效率也不彰,不如繼續睡」等等。若對此主題感興趣,請參考《學會改變》一書。

如果你不想當每天早上都遲到或請假的人,就得讓心中的騎象人更有方法地引領跟訓練大象,例如利用《原子習慣》、《彈性習慣》裡的建議,這就不多談了,歡迎大家找書來參考。

讓心中的大象順著路走

我們都知道,大象力量很強。如果你也有在下著冷雨的週一早上賴床遲到,或找藉口請假的經驗,那就不要質疑會有人喝酒開車、打瞌睡開車、吸毒開車……無論我們怎麼針對個人宣導告誡都一樣。

因此在個人層次之外,想解決整個社會的問題,政策制定者需要打造一條好走的路徑,創造一個環境,讓聽話的大象或頑皮的大象,都往這條路走。不是因為被鞭斥或威嚇,而是讓人們心中那組騎象人跟大象都覺得,這條路徑很自然、很正常、很好走。

打造一條好走的路徑,讓人們心中的騎象人和大象都覺得,這條路走得很自然。圖/GIPHY

讓販賣者跟製造者負責

在酒駕這個題目上,路徑不外乎「酒」、「車」。就跟美國的槍枝問題一樣,他們沒有辦法禁槍,所以只能強化溯源,讓槍枝販賣者跟製造者負起責任。

同樣的,如果我們沒有打算禁酒跟禁止人類駕駛,那就要溯源,讓酒類製造者跟販賣者,以及車輛製造者跟販賣者,為其產品造成的社會負面外部性負起責任。

社會要有共識,來要求酒跟車的販賣與製造者負起連帶責任。有共識,才有可能立法。這像是現在人們對於排碳跟氣候變遷之間的因果關係有了理解、對於減碳有了共識,立法要求排碳大戶負起責任、用綠電、付碳稅,才言之成理、得到民意支持。而排碳大戶也會為了避免成本不斷提高,積極改良製程、節水節電,做循環經濟。

想像一下:如果我們現在可以接受,為了避免病毒傳播開來,到任何一個地點,都要用手機掃描 QRcode,便於溯源跟控制擴散,那能不能也要求每一個飲酒的人在喝酒之前掃描酒瓶跟場所?

每次查獲酒駕,不管有沒有意外,都要公佈酒駕者喝的酒是哪個牌子的酒、販賣的場所是哪一間、哪個廠牌的車輛、哪家公司賣的車。

然後這些企業才會開始感受到「酒駕造成的外部性」被內部化了,變成自己肩膀上的事情了。企業會比政府更能想出聰明的辦法,讓酒駕數字下降,同時維護自己的營收。

公佈酒駕者喝的酒是哪個牌子的酒、販賣的場所是哪一間,讓販賣者跟製造者負責,使企業感受到「酒駕造成的外部性」被內部化,變成自己肩膀上的事。圖/Pexels

期待企業主動扛責、定規則

其實為了防酒駕,政策已經很多,例如讓指定代駕變成文化、讓計程車業者提供代駕便利服務、鼓勵或要求提供飲酒的場所負起勸導責任、在從小到大的教育場景中不斷灌輸、提高肇事者刑責嚇阻等等……就在本文發布的今天(2022.1.24)立院三讀刑法及道路交通管理處罰條例修正,「再次加重酒駕刑度、增訂併科罰金最高三百萬元。初犯肇事致人重傷或死亡,就沒入車輛。同車共責罰鍰增加、酒駕累犯的年限從五年延長為十年, 酒駕累犯公布姓名照片。」

圖片取自行政院臉書

然而這些措施過去到底有沒有效,以後會不會有效,其實需要研究。例如全球已開發國家都有飲酒吸菸比例下降的情形,主要的原因可能是人們有了更上癮的手機跟遊戲,而且缺乏社交。但同時,新的車禍肇事原因也隨之誕生:邊開車邊用手機。

不同於酒駕,手機跟汽車製造商已經提出許多方式來減少人們開車時用手機而分神的情況,例如你的手機上應該就有「開車模式」。(我的 iPhone 有)我很期待有企業率先提出作為,在被規定限制前,成為規定制定者。

最後,雖然我期望自己理智看待酒駕議題,但身為一個小學生女兒的父親,每次看到肇事新聞,心臟其實跳得特別快。

走在路上提心吊膽,擔憂每一台馬路上的車,是不是由某個神智不清的人在駕駛?因為沒有人行道而被迫走在馬路上的我們,會不會在下一秒就遭殃?想到自己可能永遠沒辦法放心讓她自己上下學,也會笑自己是不是保護過度;但住在台中,只要出門就必然看到好幾起交通事故,也坐實了我的擔憂。

圖/GIPHY

如果我們能夠用集體的智慧跟合作,把這個擁擠且跟疫區比鄰的國家,變成世界上應對疫情最好的國家,我們當然也能夠成為大幅減少酒駕或其他危險駕駛,乃至於把整體交通安全,做得比現在更好許多的國家。我是這樣想啦。

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鄭國威 Portnoy_96
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是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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