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7種動物世界中奇特的雄性驕傲

李秋容
・2014/12/16 ・2283字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 498 ・六年級
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在動物的世界裡,所有物種的雄性生殖器的相同之處就是,想盡各種方式使精子進入卵子並結合產生小寶寶。然而,演化為雄性生殖器選擇了一些引人注目的創新設計,從可拆卸式的性器官到尖頭前端設計,還有你意想不到的交配內幕,一起來認識這些英勇戰士們吧!


 

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能得到陰莖界的紅點設計首獎想必不容易,先來看看第一名是誰!

船蛸(Argonaut)

得到這項殊榮的是種章魚,因外觀類似鸚鵡螺且體殼薄而易碎也被稱作「紙雕鸚螺」,但並非鸚鵡螺一族,反而與章魚同一目。這種觸手動物通常游行於海中,在忙著覓食和巡視周遭環境的同時,牠們的雄性生殖器可以輕易地拆卸,並自行游開去尋找交配的對象。

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當科學家第一次遇到這種可脫離的生殖器時,他們原本認為這是一種寄生蟲,兩年後他們才發現這個可自行泳動的生殖器確確實實是個精子炸彈。


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Credit: Vida Preciosa International, Inc. www.vpi.com

一加一總是大於一,蛇顯然很了解這個道理。

蛇類有Y字型的雙頭雄性生殖器(半陰莖),在一次的交配過程中通常只使用其中一個生殖器,在不同次的交配中會交替使用。這種雙生殖器通常表面帶有紋路、鉤狀或有刺的,以用來緊抓住雌性性器官開口(通常為泄殖腔)的腔壁,防止雌性在交配過程中蠕動而使雄性生殖器脫落。

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Credit: Gordon Grigg, University of Queensland

雄性生殖器有兩個頭聽起來已經很酷了吧,那四個頭呢?

針鼴(Echidna)

針鼴是一種小型的卵生哺乳類,牠們的雄性生殖器有四個頭,在交配過程中不會四個頭都進入雌性體內,而主要使用的兩個頭會進入雌性的分岔的兩條生殖道並釋放精液,另一個側的兩個頭則會休息停工,每次交配主要使用的頭都會交替使用。

這種演化上的奇異轉變困惑科學家長達數年,直到他們發現到針鼴會有多達十幾隻雄性跟隨一隻雌性的情況,看來想贏得這場交配戰爭,四個頭所釋放的精子量勢必更能以量取勝。

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Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences

《格雷的50道陰影》還不夠刺激,動物界的SM高手讓你有更痛的領悟。

豆象鼻蟲(Bean weevil)

這是甲蟲的一種,也被稱作「種子甲蟲」,為了順利將精子送入雌性的生殖道中,牠們發展出了一種讓女伴很難感到舒服的性器官。

研究人員發現,豆象鼻蟲的生殖器被堅硬的尖刺重重覆蓋,每次的交配都會使雌性的生殖道留下傷痕,造成創傷性的授精。不過,這些傷害對雄性來說卻可能大有好處,因為可以避免雌性再次交配,或迫使牠們花更多的心力去照顧已受精卵,因而更能確保雄性基因的延續和減輕傳宗接代的壓力。

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Credit: Natural History Museum of Los Angeles County

看似是條柔滑的絲絨帶,但其實是兩隻扁蟲正在進行「全武行」。

扁蟲(flatworms)

海中的扁蟲皆為雌雄同體,也就是每隻扁蟲同時具有雄性和雌性的生殖器,而比起產生精子,產生卵子需要較多的能量。

因此,每隻扁蟲都希望在交配關係中能得到雄性的角色,並藉由意圖使對方受精來避免自己懷孕。所以當兩隻扁蟲相遇時,會進行一種「陰莖擊劍」(penis-fencing),這場對決可能會持續至一小時,直到敗者身上出現裂開的傷口。

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Credit: J. Matt Hoch, State University of New York

藤壺(Barnacles )

藤壺的大半生命都緊附在岩石上,這使得他們要與同類來往變得十分困難,這也是其中一個原因使牠們的雄性生殖器可以延長至體長的40倍,是目前動物界中相較於自身比例上最「大」的生殖器。

雌雄同體的藤壺每年在短暫的交配期來臨前,會重新生長雄性生殖器。有個研究發現水面的狀況會改變原本平靜水面上藤壺的形狀和大小,在水面起伏的情形下會激發藤壺產生粗壯的肌肉,使牠們可以生長又長又有彈性的雄性生殖器。


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Credit: K. McCracken/Nature

阿根廷藍喙湖鴨(Argentine blue-bill lake duck)

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阿根廷藍喙湖鴨有項東西可以拿來吹噓,那就是牠長達17英吋長、脊椎動物中比例上最長的雄性生殖器。

這在鳥類中可說是相當令人吃驚的,因為大部分的雄性並沒有生殖器,而是藉由和雌性之間短暫的生殖器開口接觸來交配,阿根廷湖鴨有個螺旋狀的附屬器官,可與雌性的螺旋狀生殖道相對應。

目前沒人知道為何這種鴨子會發展出巨大的生殖器,但有些研究人員推測這應該也是種「失控」(runaway)的性選擇,意指雌性的性偏好趨使雄性朝極端發展,如雄孔雀的尾巴越鮮豔亮麗,越能博得雌性的歡心。


 

source:iflscience
source:iflscience

港灣鼠海豚(Phocoena phocoena

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成年雄性港灣鼠海豚廣泛分布在全球中高緯度海域。平均身長150公分,但牠的生殖器不成比例的長,就像是海神的大權杖啊!

參考資料:

看影片長知識!【雄性の驕傲】荒謬兵器榜!

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李秋容
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愛吃愛玩愛科學,過著沒錢的快樂日子。

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【suno AI】五音不全也沒關係,讓 AI 幫你唱歌!這些 AI 是怎麼做到音樂生成的?
泛科學院_96
・2024/04/18 ・459字 ・閱讀時間少於 1 分鐘

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不知道大家有沒有被傳說中的OO緊縮術攻擊,總之小編是中招了。

有時候一個人上網也是挺無助的,手足無措的我就想了解一下歌曲生成的魔法是怎麼出現的。

今天就讓我們來評測一下線上歌曲生成的服務,順便說說這些聲音生成是怎麼做出來的。

廢話不多說,讓我們開始吧!

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你有用過什麼更好笑,更好用的 AI 音樂生成工具呢?

我們最近有在研究怎麼用 AI 剪片,還有……AI 女友。

想看剪片的打+1,想看女友的打 <3

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泛科學院_96
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我是泛科學院的AJ,有15年的軟體測試與電腦教育經驗,善於協助偏鄉NPO提升資訊能力,以Maker角度用發明解決身邊大小問題。與你分享人工智慧相關應用,每週更新兩集,讓我們帶你進入科技與創新的奇妙世界,為未來開啟無限可能!

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降低罹癌風險這樣做!肝癌預防、晚期治療一把罩
careonline_96
・2024/04/17 ・2301字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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罹癌就得放棄工作?晚期肝癌口服標靶藥助彈性兼顧工作與生活!晚期肝癌治療圖文懶人包

台灣肝癌每年約有上萬名新確診的肝癌個案,其中又以 45 歲以上、具備勞動生產力的族群佔多數 。而肝癌因早期症狀不明顯,直到腫瘤較大才可能出現腹脹、腹痛、黃疸等症狀,等到確診肝癌時已有約三成患者為不適合手術治療的晚期〔1〕,且疾病惡化速度快〔2〕。臺大醫院癌症微創中心黃凱文主任指出,根據最新的癌症登記報告,110 年新增的罹病數中 45 歲以上男性近七成〔1〕。可見對於勞動階級的威脅之大,罹病後可能嚴重他們的生活與生計。

發現時為時已晚的肝癌

晚期肝癌新藥藏自費風險,健保申請成功率不到五成

針對早期肝癌,一般會先評估進行手術治療。黃凱文醫師說明,中晚期肝癌除了使用手術局部治療外,若病人的狀況許可,還可進行全身性藥物治療,包括標靶藥物、免疫藥物等。晚期肝癌的健保用藥中,目前有一線藥物三種藥物,病人只要符合相關條件,醫師便會協助申請使用,其中有一項是新通過的標靶加免疫藥物的免疫治療組合〔3〕

然而最新的藥物並不一定對病患就是最好的藥物。黃凱文醫師提醒:「目前健保規定三種藥物中只能擇一給付,倘若治療效果不明顯想改用其他藥物,接下來病人有可能要自費使用。」而新藥標靶加免疫的治療組合,相對於另外兩款藥物,健保給付條件較嚴格,如果半年內腫瘤沒有持續縮小,健保便不再給付〔4〕。若要自費繼續使用,經濟負擔就相當沉重。

「就我個人的經驗而言,第一次申請新藥大約只有四成晚期病人可以滿足健保給付條件,而後續第二、三次申請中,目前僅有一半病人能夠續用新藥。」對於健保續用狀況,黃凱文醫師如此分享。

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晚期肝癌治療解析

選擇適合的治療方式,穩定用藥維持生活品質

健保通過新藥後,肝癌治療選擇增加,黃凱文醫師指出,標靶加免疫的治療組合與口服標靶藥物的反應率、治療成效相近,不過標靶加免疫的治療組合採用針劑注射,病人需要每三週回診接受治療;而口服標靶藥,只要在家服藥每日一到兩次,病人無需每月來回跑醫院,回診次數相對少很多,對生活及工作影響也較小。

現階段晚期肝癌的治療,標靶藥物與免疫藥物都能發揮治療成效。在這些治療選項中並沒有絕對較好的選擇,重點在於適不適合。黃凱文醫師說明,醫師都會與家屬、病人詳細討論。綜合考量,每個人的健康狀況、家庭環境、經濟考量後,共同決策選擇合適的藥物。

由於肝癌早期沒有症狀,具有危險因子的民眾一定要定期追蹤檢查,早期發現、早期治療能夠達到較佳的預後。黃凱文醫師提醒,B 型肝炎或 C 型肝炎帶原者應該及早接受治療,現在已有成效卓越的抗病毒藥物,能夠避免肝臟持續發炎,降低罹癌風險。若確診中晚期肝癌,請不要灰心。黃凱文醫師說,肝癌的治療藥物持續在進步,治療選擇也越來越多。病人只要和醫療團隊密切配合,按部就班接受治療,便有機會達到長期存活!

降低肝癌風險

筆記重點整理

一、 肝癌初期大多沒有症狀,在台灣,新增的肝癌個案中約三成肝癌患者在確定診斷時便是中晚期肝癌,不適合接受手術治療。肝癌的危險因子有很多,包括病毒性肝炎(如 B 型肝炎、C 型肝炎)、肝硬化、脂肪肝、體重過重、酒精性肝炎、抽菸、黃麴毒素、家族病史等。

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二、 針對早期肝癌,一般會先評估進行手術或消融治療。而中晚期肝癌,除了使用手術局部治療外,若病人的狀況許可,還可進行全身性藥物治療,包括標靶藥物、免疫藥物等。

三、 標靶加免疫的治療組合與口服標靶藥物的反應率、治療成效相近,不過標靶加免疫的治療組合採用針劑注射,病人需要每三周回診接受治療,而口服標靶藥,只要在家服藥每日一到兩次,有助減少回診次數,對生活與工作的影響較小。

四、 新藥的健保給付條件相對較嚴苛,如果半年內腫瘤沒有持續縮小,健保便不再給付,患者需要自費使用藥物。

五、 現階段晚期肝癌的治療,標靶藥物與免疫藥物都能發揮治療成效。在這些治療選項中並沒有絕對較好的選擇,重點在於適合患者個人的狀況。

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參考資料

  1. 衛生福利部 110 年癌症登記報告
  2. Nathani, P., Gopal, P., Rich, N., Yopp, A., Yokoo, T., John, B., Marrero, J., Parikh, N., & Singal, A. G. (2021). Hepatocellular carcinoma tumour volume doubling time: a systematic review and meta-analysis. Gut, 70(2), 401–407. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2020-321040
  3. 衛生福利部 全民健康保險藥物給付項目及支付標準共同擬訂會議藥品部分第 62 次會議紀錄
  4. 衛生福利部 藥品給付規定

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careonline_96
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少了目鏡的數位顯微鏡
顯微觀點_96
・2024/04/16 ・1996字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文轉載自顯微觀點

顯微鏡在觀察微小物體上發揮非常重要的作用,但傳統光學顯微鏡通常愈將倍率放大,景深就愈淺,在觀察立體的生物標本或是組織切片,觀察者無論怎樣調焦,依然無法獲得完全清晰的圖片。數位顯微鏡便能解決這樣的問題。

數位顯微鏡和光學顯微鏡最大的差異在於觀察方式。數位顯微鏡不像傳統顯微鏡透過目鏡來觀察,而是使用數位相機獲取畫面,再將即時畫面投影到連接的電腦螢幕。

三要件組成數位顯微鏡

數位顯微鏡結合了傳統光學顯微鏡、數位多媒體和數位處理技術,其成像系統通常包括三個模組:顯微鏡光學模組、資料擷取模組、數位影像處理和軟體控制模組。

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顯微鏡光學模組執行顯微成像的功能,將欲觀察的樣本影像聚焦。一旦聚焦,資料擷取模組就會將影像以數位格式儲存在感光元件,如 CCD(電荷耦合裝置‍)或 CMOS‍(互補式金氧半導體),再透過 USB 或其他介面傳輸到電腦儲存裝置。

軟體控制模組則是整個數位顯微鏡系統的核心,可即時控制、優化擷取的影像,並加以處理、分析測量。尤其隨著功能更強大的電腦出現,數位顯微影像可以得到更有效和高效的處理,例如可以取代手動計數功能,或是快速推疊或拼接影像。

公式

Dtot 表示景深,λ 是照明光的波長,n 是物鏡至觀察物體間介質的折射率,NA 是物鏡的數值孔徑

e 是放置在顯微鏡物鏡圖像中,可分辨的最小距離,M 是橫向總放大倍率

從公式可以看到,景深和總放大倍率幾乎成反比。而以過去難以同時兼備的高倍率和大景深來說,使用顯微鏡調整焦點,搜尋並到達分佈在不同深度的樣本後,再以數位成像設備捕捉分佈在這些深度的所有清晰影像,傳輸到電腦就能產生高品質、清晰的影像。

另外,也可結合雷射和共軛焦顯微鏡觀察不同深度的橫斷切面影像,再利用電腦影像處理和 3D 重建演算法,便能可以獲得高解析度的立體輪廓,進而觀察複雜的細胞骨架、染色體、細胞器和細胞膜。

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數位顯微鏡的電腦即時處理也常應用在動態或活體(in vivo)檢測的研究中,例如細胞膜潛在變化、藥物進入組織或細胞膜的過程等。

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數位顯微鏡的倍率計算

傳統顯微鏡的總放大倍率為目鏡倍率 x 物鏡倍率,既然數位顯微鏡拿掉了目鏡改以數位相機、電腦取代,該如何計算總放大倍率呢?

數位顯微鏡除了光學放大倍率,還必須考慮數位放大倍率,因此總放大倍率=光學放大倍率 x 數位放大倍率

  • 光學放大倍率:物鏡放大倍率 x C 型轉接環放大倍率

由於連接顯微鏡和相機通常有一個 C 型轉接環(C-mount),且內建鏡頭。因此必須先將物鏡放大倍率乘以轉接環的放大倍率。

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  • 數位放大倍率=螢幕(顯示器)尺寸/感光元件尺寸

數位放大倍率必須考慮的元素有螢幕和感光元件。通常螢幕的對角線尺寸以英吋為單位,因此必須先將測量值轉換為毫米(mm);以 19 吋顯示器為例,其對角線測量值則為 19 吋 x 25.4=482.6 (mm)。

感光元件尺寸同樣以對角線的測量值來計算。以 1” 的晶片來說,其對角線測量值為 16(mm)。

感光元件規格(英吋)對角線
1″12.89.316
2/3″8.86.611
1/1.8″7.25.49
1/2″6.44.88
1/2.5″5.84.37
1/3″4.83.66
1/4″3.22.44

因此若以 10X 的物鏡搭配 0.67X 的 C 型轉接環,變焦 5X 後使用 2/3”CMOS 攝錄器拍攝並投影在 24 吋螢幕上。此時總放大倍率為:10 X 0.67 X 5 X 24 X 25.4 / 11 = 1856.5 (倍)

不過,隨著技術的不斷進步,數位顯微鏡和光學顯微鏡間的界限變得越來越模糊,有些數位顯微鏡採用更多光學元件,光學顯微鏡也採用了數位相機技術;相信打破藩籬的那一天指日可待。

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參考資料

  1. Digital vs. Optical Microscopes: An In-Depth Comparison
  2. How to Calculate Microscope On-Screen Magnification
  3. Chen, X., Zheng, B., & Liu, H. (2011). Optical and digital microscopic imaging techniques and applications in pathology. Analytical cellular pathology (Amsterdam)34(1-2), 5–18.

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。