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月球上的輕功水上飄–2013搞笑諾貝爾物理學獎

吳京
・2014/11/04 ・1499字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

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電影《少林足球》截圖
六師弟,綽號「輕功水上飄」。來源:電影《少林足球》

武俠小說中,當一個人輕功練到極致,而作者又不想花太多時間取綽號時,就會給他「草上飛」或「水上飄」的稱號。意思是只要夠輕夠快,即便是草或水這種軟趴趴的東西,高手還是可以在其表面借力而行。

在輕功已失傳的現代,我們還是可於youtube網站上看到許多挑戰「水上飄」的影片。然而,除了摩根費里曼之外,這些水上飄都是借由預置的浮板暗樁或是在黏滯力高的非牛頓流體上達成的。

而在大自然中,講到水上飄,直覺想到的是水黽,然水黽僅藉著表面張力安安穩穩地踩在水面上,速度不快,只配類比日本忍術水蜘蛛之流的小把戲,不足以形容中華武學博大精深的輕功。真正能點水奔馳的動物,首推中南美洲的蛇怪蜥蜴(Basilisk lizard)

Basilisk lizard是真正的水上飄高手。Credit:Stephen Dalton/Solent News
Basilisk lizard是真正的水上飄高手。Credit:Stephen Dalton/Solent News

哈佛大學的生物學家曾在1996年仔細研究過蛇怪蜥蜴於水上跑步的原理,發現其腳掌拍擊水面時,會使水面凹陷出一個空穴(air cavity),腳踏空穴曲面所產生的反作用力可支撐體重;空穴持續的時間與腳掌面積的有效半徑之0.5次方成正比(Tcavity α Reff0.5),不久後,旁邊的水就會回填此凹陷,故需要快速換腳以維持力道與平衡。蛇怪蜥蜴的體重輕,頂多200公克、其腳掌大而平,增加拍擊水面的有效面積,還有一雙強健的腿,跑步的頻率高達每秒8步,故可達成「水上飄」的境界。以人類的體重而言,我們的肌肉力量需要再提高15倍,才有可能奔跑於水面上。

幾個在義大利的人類生理學家還是沒有放棄水上飄的夢,他們發現如果依蛇怪蜥蜴腿長與腳掌大小的比例,讓人類穿上面積0.1平方公尺的蹼掌蛙鞋,那麼僅需以每秒1.7步的頻率在水上跑,就可以在空穴回填前跨出下一步,這個步伐是一般人是可以達到的。然而,每次踏水產生的反作用力尚不足以支撐一般人的體重,人類想要水上飄還需要減重。在這些研究者眼中,最有效率的減重方式不是少吃澱粉多運動,而是把人移到重力場較小的環境。

經由他們的計算,只要處於重力場為地球的22%以下之環境,穿上蹼掌蛙鞋的人類就可能可以在水上奔跑;月球的重力為地球的16%,只要能跨出每秒1.7步的步伐,水面就可支撐73公斤重的人。研究團隊還找了六位體重66公斤的受測者,在他們的腰際綁上支撐體重的彈性繩以模擬10~25%的重力環境,然後讓受測者穿著蛙鞋學蛇怪蜥蜴的跑步方式在水池上奔跑並記錄身體重心等數據,發現減輕體重果然有效。

研究者進一步說明,處於真正的低重力環境,水上飄的成功率更會高,因為水面的空穴回填時間會延長,而且人體下肢的負擔也會減輕,讓更多的肌力可用於奔跑的動作。此外,這篇研究論文還說其實也不一定要去月球,人們也可以去木星的某些衛星上水上飄,因為那邊不但重力條件符合,其地表還有水份覆蓋。

此研究成果於2012年被發表在公共科學圖書館期刊(PLOS one)上,並於2013年獲得了搞笑諾貝爾物理獎的殊榮。以「人類如果到月球上去就可以在水上跑」為研究主題,拿搞笑諾貝爾獎可說是實至名歸。

參考資料:

  1. Winners of the Ig® Nobel Prize
  2. Size-Dependence Of Water-Running Ability in Basilisk Lizards,” J. W. GLASHEEN, AND T. A. MCMAHON, The Journal of Experimental Biology 199, 2611–2618 (1996).
  3. Humans Running in Place on Water at Simulated Reduced Gravity,”Alberto E. Minetti1, Yuri P. Ivanenko, Germana Cappellini, Nadia Dominici, Francesco Lacquaniti, PLoS ONE, Volume 7, Issue 7, e37300 (2012).

本文轉載自作者部落格吳京的量子咖啡館

文章難易度
吳京
26 篇文章 ・ 3 位粉絲
正職是二個娃兒的奶爸,副業為部落格《吳京的量子咖啡館》之館主。為人雜學而無術、滑稽而多辯,喜讀科學文章,再用自認有趣的方式轉述,企圖塑造博學又詼諧的假象。被吐嘈時會辯稱:「不是我冷,是你們不懂我的幽默。」

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【2023 年搞笑諾貝爾化學與地質獎】舔石頭以外,猛獁象竟是海龜湯?
寒波_96
・2023/10/20 ・2211字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始,2023 年也不例外。今年「第 33 次第一屆搞笑諾貝爾獎」頒發十個獎項,「化學與地質獎」以看似獵奇的舔石頭博取不少眼球,不過得主揚.扎拉謝維奇( Jan Zalasiewicz)的文章中,其實還提到另一件知名的歷史公案。

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

文學史上用味覺帶出情節,最知名的案例之一是普魯斯特的小說《追憶似水年華》開頭,由瑪德蓮的味道切入,接著進入意識的海洋游泳。扎拉謝維奇的文章開頭,也從品嚐岩石的味道切入,自由切換不同的題材。

地質學家為什麼要舔石頭?《舌頭、石頭,迸出新滋味?科學家為什麼要舔石頭?——2023 搞笑諾貝爾獎》一文有精簡介紹。最主要的理由是,缺乏現代儀器之際,舌頭可謂方便的化學感應器,能提供有用的資訊。

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當然,即使有了現代儀器,舌頭還是很方便的工具。

處於意識流科學史中,扎拉謝維奇的文章從舌頭感應器,十分合理地切換到一場宴會。那場 1951 年的晚宴中,據說提供猛獁象肉製作的餐點。

這場晚宴由美國的「探險俱樂部(The Explorers Club)」舉行,主辦方宣稱當天有道菜,來自已經滅絕的動物大地懶(Megatherium)。但是幾天後有報紙披露,宴會中的奇珍異獸不是大地懶,而是來自阿留申群島,25 萬年久遠的猛獁象!

1951 年保存至今的晚餐。圖/取自 參考資料3

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奇妙的是,當天的餐點竟然有少量樣本被保留至今。當時沒有參加的豪威斯(Paul Griswold Howes)寫信要到一份樣本,一直保存到他去世為止。後來樣本輾轉來到耶魯大學的皮博迪自然史博物館(Yale Peabody Museum)。

那一餐到底是大地懶,還是猛獁象呢?2014 年,耶魯大學的研究生葛拉斯(Jessica Glass)等人成功由樣本中取得 DNA,結果在 2016 年發表。比對之下相當明顯,答案是綠蠵龜。

現今綠蠵龜是保育類動物,合法的狀況下沒有機會吃到。然而 1951 年那個時候,綠蠵龜尚未面臨滅團威脅,仍然是普遍的食材。

區區綠蠵龜製成的海龜湯,當然無法彰顯晚宴的尊絕不凡。不過俱樂部宣稱的大地懶,怎麼又會變成猛獁象?

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最可疑的是當天在場的俱樂部成員尼可斯(Herbert Bishop Nichols),他也是基督科學箴言報(The Christian Science Monitor)的科學編輯。可考的記錄中,他第一個對外提出相關描述,後來被視為吃猛獁象的證據。

海龜湯的幾位相關人猿。(A) 據說將食材從北極帶回的極區探險家 Father Bernard Rosecrans Hubbard。(B) 極區探險家 George Francis Kosco。(C) 晚宴主辦人 Wendell Phillips Dodge。(D) 保存樣本的 Paul Griswold Howes。圖/取自 參考資料3

如果真的是那道菜的材料,那麼狀況就是:俱樂部用綠蠵龜做菜,宣稱是大地懶,報紙以訛傳訛寫成猛獁象。

「吃猛獁象」之類的傳聞,雖然不是嚴謹的科學,卻因為有噱頭而容易引人注目。作為沒多少負面影響的玩笑,也沒有人想要特別澄清。使得這類事件的真相,往往不了了之。

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儘管沒有特別獲得搞笑諾貝爾獎關注,對於這道海龜湯的追根究底,倒是相當符合搞笑諾貝爾獎的精神。

海龜湯以後,扎拉謝維奇的文章意識又跳躍到另一種已經滅團的生物:貨幣蟲(Nummulites)。許多古生物,當初也是其他古生物的食物。儘管擁有堅硬的外殼保護,貨幣蟲這種生物依然有機會成為美食。

1912 年的時候,英國古生物學家庫克派崔克(Randolph Kirkpatrick)提出一個觀點:地球有一段時間存在非常大量的貨幣蟲,後來它們變成稱為「貨幣球(Nummulosphere)」的地層,是地殼岩石的源頭。

看起來很搞笑,可是庫克派崔克是認真的。所以他即使生在現代,應該也沒有獲得搞笑諾貝爾獎的機會。

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2023 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片(化學與地質獎從 10:18 開始):

延伸閱讀

參考資料

  1. The 33rd First Annual Ig Nobel Prizes
  2. Eating fossils
  3. Was Frozen Mammoth or Giant Ground Sloth Served for Dinner at The Explorers Club?
  4. Mammoth meat was never served at 1950s New York dinner, says researcher

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
193 篇文章 ・ 1017 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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【2023 年搞笑諾貝爾獎快訊】10 項怪奇獲獎研究出爐
PanSci_96
・2023/09/15 ・3874字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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一年一度、讓你廢到笑出來的搞笑諾貝爾獎,今年在美東時間 9 月 14 日下午 6 點準時直播。

今年的主題為「水」,這次 10 項獲獎都或多或少與「水」有關(但大部分是口水),現在就快讓我們一起來看看今年的得獎快訊,並一起期待後續的個別研究報導吧~

化學和地質獎:為什麼地質學家與古生物學家會舔化石

這是一封說明「過去」地質學家與古生物學家,為什麼會有舔化石習慣的「快訊」(發表在期刊上,但被歸類為快訊),這封快訊說了幾個故事,其中最讓我印象深刻的,是「義大利地質之父」的喬瓦尼·阿爾杜伊諾(Giovanni Arduino,1714-1795)用自己的舌頭「品嚐」這些化石,分類出可能是史上第一個「地質時期」

故事的亮點是引用了喬瓦尼·阿爾杜伊諾的研究紀錄,看起來就像是個美食家在品嚐化石。

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文學獎:重複寫字,直到感覺不對勁

A 編小學時,曾被老師罰抄生字 100 遍,寫到一半突然懷疑這個字是不是這樣寫,趕緊回頭看前面寫的字,還把課本翻出來看才確定自己沒有寫錯。

上述的情境,稱為「猶昧感」(Jamais Vu),「猶昧感」是「既視感」(Deja Vu)的反義詞,描述人們對熟悉的事物,突然感到陌生,也是這篇論文主要探討的主題。

這研究的笑點在於他的實驗,他們讓受試者一直重複寫同一個字,跟小學被老師罰抄生字一樣。

實驗中,約有三分之二的受試者體驗到「猶昧感」,這些受試者大約在重複 30 次或一分鐘後開始感到異狀。另外,研究也發現平常越容易發生「既視感」的人,也更容易發生「猶昧感」,未來「猶昧感」的相關研究,可能會加深我們對「既視感」的理解。

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  • 原文研究: “The The The The Induction of Jamais Vu in the Laboratory: Word Alienation and Semantic Satiation,” Chris J. A. Moulin, Nicole Bell, Merita Turunen, Arina Baharin, and Akira R. O’Connor, Memory, vol. 29, no. 7, 2021, pp. 933-942.  doi.org/10.1080/09658211.2020.1727519

機械工程獎:死靈機器蜘蛛

會招喚骷髏或操縱屍體的死靈法師稱為 Necromancer,而科學家再次中二病發作,把用液壓操控的蜘蛛屍體,稱作 Necrorobotics 死靈機器。

我跟同事討論這種死靈機器,算不算是一種仿生科技?他覺得是,我覺得不是,你們覺得呢?

  • 原文研究:“Necrobotics: Biotic Materials as Ready-to-Use Actuators,” Te Faye Yap, Zhen Liu, Anoop Rajappan, Trevor J. Shimokusu, and Daniel J. Preston, Advanced Science, vol. 9, no. 29, 2022, article 2201174.  doi.org/10.1002/advs.202201174
死靈機器蜘蛛。

公共醫學獎:斯坦福馬桶

恩,就是接上各種感應器的物聯網馬桶,能即時檢測使用者的糞便與尿液。這東西最酷的是能「肛門辨識」,只要坐到馬桶上,斯坦福馬桶就能透過肛門的型態,辨識出使用者!

因為這個獎項,我才知道原來每個人的肛門都長得不一樣……謝謝你,搞笑諾貝爾獎。

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  • 原文研究:
    •  “A Mountable Toilet System for Personalized Health Monitoring via the Analysis of Excreta,” Seung-min Park, Daeyoun D. Won, Brian J. Lee, Diego Escobedo, Andre Esteva, Amin Aalipour, T. Jessie Ge, et al., Nature Biomedical Engineering, vol. 4, no. 6, 2020, pp. 624-635.  doi.org/10.1038/s41551-020-0534-9
    • “Digital Biomarkers in Human Excreta,” Seung-min Park, T. Jessie Ge, Daeyoun D. Won, Jong Kyun Lee, and Joseph C. Liao, Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology, vol. 18, no. 8, 2021, pp. 521-522.  doi.org/10.1038/s41575-021-00462-0
    • “Smart Toilets for Monitoring COVID-19 Surges: Passive Diagnostics and Public Health,” T. Jessie Ge, Carmel T. Chan, Brian J. Lee, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, NPJ Digital Medicine, vol. 5, no. 1, 2022, article 39.  doi.org/10.1038/s41746-022-00582-0
    • “Passive Monitoring by Smart Toilets for Precision Health,” T. Jessie Ge, Vasiliki Nataly Rahimzadeh, Kevin Mintz, Walter G. Park, Nicole Martinez-Martin, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, Science Translational Medicine, vol. 15, no. 681, 2023, article eabk3489.  doi.org/10.1126/scitranslmed.abk3489

傳播獎:嗎話說著倒能你?

趣有超也獎學播傳,心擔別,的常正是來過反來起看子句得覺在現你!

你有試過快速把彩虹的顏色順序倒著背,或是把你說話中的每個名詞都倒過來講嗎?大家都知道這超難,但這份研究中的兩位受試著確有著超強「顛倒單字或語句」的能力。

研究對象以西班牙語為母語,他們能在對話中輕鬆地將 banana 念成 ananab,或是將「 basket is fun」念成「nuf si teksab」。研究著重在這兩位有著特殊能力的人,推理、記憶能力是否優於常人,以及大腦灰質、白質比例與一般人(對照組)是否有差別。

大腦如何組織語言一直都是個有趣的研究題目,像是為什麼中文的序順不會響影到閱讀,這也是 A 編跟大家都一樣好奇的。而了解大腦語言是如何形成的,也能推進對於失語症、癡呆症的症狀研究。

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  • 原文研究:“Neurocognitive Signatures of Phonemic Sequencing in Expert Backward Speakers,” María José Torres-Prioris, Diana López-Barroso, Estela Càmara, Sol Fittipaldi, Lucas Sedeño, Agustín Ibáñez, Marcelo L. Berthier, and Adolfo M. García, Scientific Reports, vol. 10, no. 10621, 2020.  doi.org/10.1038/s41598-020-67551-z

醫學獎:屍體兩個鼻孔的鼻毛數量是否一致?

俗稱鬼剃頭的「圓禿」(Alopecia areata)不只會頭髮脫落,同時睫毛、眉毛與鼻毛也會脫落,其中,鼻毛脫落會增加得到過敏、呼吸道感染的機率。

由於鼻毛的相關研究非常少,為此,研究者調查 20 具「遺體」的鼻毛數量與長度,並收集相關病史、死往原因…等數據,來評估正常人的鼻毛數量與長度。研究結果顯示,平均每個鼻孔的鼻毛數量約為 120~122 根,左右鼻孔並沒有顯著差異,鼻毛平均長度大約是 1 公分。

  • 原文研究:“The Quantification and Measurement of Nasal Hairs in a Cadaveric Population,” Christine Pham, Bobak Hedayati, Kiana Hashemi, Ella Csuka, Margit Juhasz, and Natasha Atanaskova Mesinkovska, Journal of The American Academy of Dermatology, vol. 83, no. 6, 2020, pp. AB202-AB202.  doi.org/10.1016/j.jaad.2020.06.902

營養獎:電流有一股「電味」

日本明治大學教授宮下芳明 (Homei Miyashita)與他的團隊,發現在筷子與吸管上附加微弱電流,會改變食物的味道。

他們發現微弱電流刺激舌頭時,會產生一股「電味」(論文上寫 Electric taste,你說我要怎麼翻比較好) 。這股「電味」味道如何呢?基本上沒有味道(不能啟動味覺細胞),但如果有其他味道存在,例如鹹味(氯化鈉)或鮮味(麩胺酸鈉),電味會讓食物吃起來更鹹或更鮮。

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接著,他們發明了連著電線的通電筷子與吸管(看起像整人玩具),證明了通電筷子與吸管確實能在不改變食物味道的情況下,讓人們吃進更少的鹽跟味精。

通電吸管構造
  • 原文研究:“Augmented Gustation Using Electricity,” Hiromi Nakamura and Homei Miyashita, Proceedings of the 2nd Augmented Human International Conference, March 2011, article 34.  doi.org/10.1145/1959826.1959860

教育獎:系統性研究課堂上感覺無聊的學生與老師

你覺得上課無聊嗎?多半人都會問答「是」,而這系列研究仔細分析了為什麼上課無聊,且越來越無聊的原因。

你可能會想:「那不就是老師上課很無聊啊,老師不有趣阿。」我只能說你們這樣太沒同理心了,搞不好老師也在想:「教你們真無聊!」

所以,研究者第一個想探討的問題是:「老師如果覺得無聊,會不會讓學生也覺得無聊。」先說結論,不會。

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雖然學生不會刻意去了解老師的心情。但如果學生明確感受到老師很無聊,像是死氣沉沉地念課文,學生就會覺得這堂課更無聊,進而影響學習動機與學習成效。某種程度上,研究還是印證了「老師不有趣覺得無聊」這件事,但老師是否在強顏歡笑,這就不得而知了。

另一個問題則是:「是不是想著上課很無聊,就會覺得更無聊?」沒錯,的確是這樣!只要上課前預期這堂課很無聊,那這堂課就會比你預期的還要更無聊!

  • 原文研究:
    • “Boredom Begets Boredom: An Experience Sampling Study on the Impact of Teacher Boredom on Student Boredom and Motivation,” Katy Y.Y. Tam, Cyanea Y. S. Poon, Victoria K.Y. Hui, Christy Y. F. Wong, Vivian W.Y. Kwong, Gigi W.C. Yuen, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, vol. 90, no. S1, June 2020, pp. 124-137.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31342514/
    • “Whatever Will Bore, Will Bore: The Mere Anticipation of Boredom Exacerbates its Occurrence in Lectures,” Katy Y.Y. Tam, Wijnand A.P. Van Tilburg, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, epub 2022.   doi.org/10.1111/bjep.12549

心理學獎:你會跟著抬頭看天空嗎?

他們到底在看什麼?眼前一群人停下腳步抬頭看著上方,你一定會跟著將視線移向相同的地方,看看他們到底在看什麼。

沒錯,這就是著名的從眾效應,或稱做群聚效應、羊群效應。這個1969年進行的經典實驗,應該很多人也聽說過。Stanley Milgram、Leonard Bickman、Lawrence Berkowitz 三人組,在紐約的街道上測試要有多少人同時往上看,才能吸引其他人也駐足湊熱鬧。

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這個實驗能得獎感覺毫不意外,甚至覺得怎麼現在才得獎!

群聚效應引響甚遠,因為整個社會的運作都養類人與人之間的互動與連結。不管是跟風買東西、參與熱鬧的大型活動、政治意識型態的抉擇等等,都能看到群聚效應影響著人們的身影。

大家都有可能是羊群裡面的羊。

  • 原文研究:“Note on the Drawing Power of Crowds of Different Size,” Stanley Milgram, Leonard Bickman, and Lawrence Berkowitz, Journal of Personality and Social Psychology, vol. 13, no. 2, 1969, pp. 79-82. psycnet.apa.org/doi/10.1037/h0028070

物理學獎:一群鯷魚能影響海流?

一隻拍翅膀的蝴蝶能讓海的對面產生颶風,那一群在海中游泳的鯷魚呢?他們可能直接影響了洋流與海面的大氣流動。

如果要計算颱風能量或是海洋鹽分的變化,我們通常會考慮海面風速與氣壓,要不然就是洋流、海溫和密度的垂直梯度等等。但這份研究發現,我們或許忽視了大海居民造成的影響。

研究發現只要到了鯷魚的產卵季,當天晚上海面附近海水的垂直混合程度會增加10~100倍。也就是這群游動的小魚們,像是攪拌棒一樣攪混了上層海洋,程度相當於地球物理現象造成的影響,對海溫與營養鹽分布的作用可能比我們想像的還大。

  • 原文研究: “Intense Upper Ocean Mixing Due to Large Aggregations of Spawning Fish,” Bieito Fernández Castro, Marian Peña, Enrique Nogueira, Miguel Gilcoto, Esperanza Broullón, Antonio Comesaña, Damien Bouffard, Alberto C. Naveira Garabato, and Beatriz Mouriño-Carballido, Nature Geoscience, vol. 15, 2022, pp. 287–292.  doi.org/10.1038/s41561-022-00916-3

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軍機操演太吵,蜥蜴狂吃紓壓
胡中行_96
・2023/05/01 ・1935字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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軍機操演保衛國家,噪音卻會干擾周遭社區。[1]人類的聽力範圍,約在 20 至 20,000 赫茲之間;與蜥蜴的 100 到 5,000 赫茲,部份重疊。[2]所以別只想到自己,請多關懷鄰居──此處不堪其擾的,可能還包括蜥蜴。學名 Aspidoscelis neotesselatus 的科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴(Colorado checkered whiptail),列屬美國科羅拉多州的特別關注物種(species of special concern),[3]並被美軍視為瀕危物種(species at risk)。[2]由於其棲地涵蓋美國陸軍卡森堡軍事基地(US Army Fort Carson Military Base),科學家想知道軍機航道下的噪音壓力,是否會影響牠們的健康和生育。[3]

科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴。圖/Koopasteve on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

孤雌生殖

Aspidoscelis屬之下,某些種的蜥蜴只有雌性,採行孤雌生殖(又稱單性生殖;parthenogenesis),[4]卵不用受精就能長成胚胎。這種方法一般會使物種幾無變異,遇上疾病或環境變化,便容易被一舉殲滅。[5]比較特別的是,牠們過去有的曾與同屬不同種的雄性雜交,多少豐富了基因,混血產生的科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴,還因此擁有三套染色體。[4, 5, 6]孤雌生殖的 Aspidoscelis 屬蜥蜴,例如:科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴,[4]製造卵子時,比有性生殖(sexual reproduction)多複製一次染色體,才進行分裂。如此一來,無需精子湊對,依然能發展出正常胚胎。[5, 7]

噪音的影響

研究團隊於 2021 年進入繁殖季的一個月後,也就是 6 月期間,跑去卡森堡軍事基地一帶,測量飛航範圍的地面噪音:[3]軍機演練時,33.9 到 112.2 分貝;其他時候,則為 30.1 至 55.8 分貝。科學家也觀察科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴,在這兩種情況下的行為,並幫牠們抽血、秤重、量身長、照婦科超音波等。[2, 3]最後,將所有蒐集到的數據,依照設定的指標逐項分析:[3]

  • 皮質酮(corticosterone):當壓力來襲,腎上腺會分泌皮質酮,來調節能量供給。軍機劃過天際的日子,科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴的皮質酮,一如預期地上升。[3]
  • 血糖(plasma glucose):歐洲海鱸(European sea bass;學名:Dicentrarchus labrax)遇到人為噪音時,血糖會提高,以應付壓力下所需的耗能。儘管這種現象聽起來相當合理,但是科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴的血糖卻無動於衷。[3]不曾飆高以因應外界刺激,也沒有消耗過頭而直直下墜。
  • 反應性氧代謝物(reactive oxygen metabolites):人為噪音會使歐洲濱蟹(shore crabs;學名:Carcinus maenas),加速代謝,而提高耗氧。科學家原本覺得,科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴也會這樣。誰知道牠們血液中的反應性氧代謝物,出乎意料地於軍機操演時下降,懷孕者濃度又比其他個體更低。[3]
  • 補償性進食(compensatory eating):壓力暴食不是人類的專利,認識科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴後,有沒有倍感欣慰?牠們受軍機的噪音干擾,有時原地進食,有時邊走邊吃。整體來說,在壓力下吃多動少。[3]
  • 酮體(ketone bodies):當血糖供不應求,身體會代謝脂肪,產出酮作為能量來源,[3, 8]此即生酮飲食(ketogenic diet)的減肥原理。奇妙的是,人類努力控制飲食,才能達到的狀態,[8][註]科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴竟得來全不費工夫。在軍機的噪音下,牠們的血糖明明沒有變化,脂肪就直接開始代謝。體型小的個體,酮體濃度較高。[3]

共存共榮

綜合以上,由上升的皮質酮,可以確定軍機飛行的噪音,會給科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴帶來壓力。科學家認為,牠們一方面狂吃,所以血糖沒有下降,反應性氧代謝物甚至減少;另方面不等血糖耗盡,就搶先燃脂製造酮體當補給。在這個機制的調節下,儘管居住環境不太理想,抗壓消耗很多能量,但是科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴適應得還算可以。當然,如果願意體貼孕婦,科學家建議軍機最好於繁殖季節期間,避開蜥蜴數量密集的地區,或是飛高讓地面噪音低於 50 分貝。[3]以後當美軍飛航演練,維護人類社會的和平與穩定;期望科羅拉多格紋鞭尾蜥蜴也能安心增產,拓展成繁榮昌盛的族群。

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備註

生酮飲食有痛風、腎結石和營養失調等潛在副作用,[8]嘗試前請找醫師評估。

參考資料

  1. Kirk A. (10 APR 2023) ‘What’s that noise? Colorado Air National Guard to fly F-16s at night’. 9News.
  2. Dijkstra M. (29 MAR 2023) ‘Lizards at US Army installation are stress eating during flyovers’. Frontiers Science News.
  3. Kepas ME, Sermersheim LO, Hudson SB, et al. (2023) ‘Behavior, stress and metabolism of a parthenogenic lizard in response to flyover noise’. Frontiers in Amphibian and Reptile Science, 1:1129253.
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