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這是一段愛與蟑螂的故事

雷雅淇 / y編_96
・2015/08/13 ・2328字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 476 ・五年級

大概沒有一種動物能像蟑螂一樣這麼能引起大家相同的共鳴,並串聯起多個世代的恐懼。我們總是很難直接面對牠,恨不得在下一秒牠就消失在自己的面前。就算是這樣的蟑螂,為了生殖當然還是有屬於牠們的愛的故事,而且其實意外的精彩。

所以這是一段可能沒有人要聽,但我還是要說的愛情故事。

幾乎所有種的雄性蟑螂,就算精盡但只要蟑螂不亡,都會和多個雌性交配;所以蟑螂交配的分類多是建立雌性的行為上。但蟑螂多是夜行性且交配的時候跟我們一樣也會找個隱密的地方偷偷進行,所以在野外的蟑螂其實就很難確定牠們實際的交配行為。

動畫中為了敘事需要而把蟑螂的交配分成若干種,讓美洲蟑螂小強好選擇牠的愛情動作片。但就像上一段說的,研究多只能從雌性蟑螂的交配行為去分類,所以大致能將蟑螂的交配行為分為兩大類:一夫制和多夫制。

螢幕截圖 2015-08-12 11.41.23

一生只愛你一個

至少知道有兩種蟑螂就算沒有綁貞操帶,也實行著非常嚴格的一夫制(monandrous )。Neopolyphaga miniscula 和七星蟑螂(Therea petiveriana)牠們不只一夫,而且還只交配一次。一旦交配完成後,雌性的餘生就很難再受精,甚至還會用後腿去擊退其他的追求者。

[圖一] 七星蟑螂,其實他長得蠻美的啊。 source:Josh More
七星蟑螂,其實他長得蠻美的啊。source:Josh More

而被飼養著的隱尾蠊屬(Cryptocercus)的蟑螂,會建立類似社會化的一夫一妻制,能維持著長期的配對關係並形成家庭。雖然目前還沒辦法從遺傳的層次上去定義這樣的行為,但可以觀察到這些蟑螂額外交配的情形很少發生。只要雌性和雄性配對,牠們就會組成家庭並一起抵禦外來的入侵者,包括其他想把走雌性蟑螂的雄性蟑螂。

你或許會懷疑,難道牠們就不會犯天底下的蟑螂都會犯的錯嗎?觀察Cryptocercus punctulatus的交配行為時間約在30~40多分鐘左右,因此牠們要偷偷摸摸的交配卻不被發現是不可能的。

隱尾蠊屬。 source:tolweb
隱尾蠊屬蟑螂。source:tolweb

這一屬的蟑螂如果真的有不忠的時候,大概就只有剛成為成蟲但還沒有配對之前,雖然這應該頂多只能說是婚前性行為而不算是偷情吧。春季和初夏的時候,還會找到很多的單身蟑螂,這些單身蟑螂會夏天的好時節配對,之後一起渡冬並在下一個夏天產下牠們的後代。聽起來美得像幅畫啊,如果我不提醒你牠們是蟑螂的話。

雖然單次交配的精子量就足夠讓雌性蟑螂的卵受精,但牠們還是會不只交配一次。這行為非常有趣,因為在產卵之前多次的交配有可能是為了親緣保證;但在產卵之後的重複交配行為就變得很難解釋了(或許隱尾蠊屬蟑螂會說:要你多管閒事>//艸//<)。

觀察也發現,有盡到父親責任的雄性蟑螂的品種,牠們的交配頻率特別高。或許在這配對關係中演變出的多餘交配,可能是雌性為了去獨佔雄性好讓牠們能撫育後代,並同時剝奪雄性去偷腥機會的手段。(高招啊!)

目前還不曉得這樣重複交配的模式是否會發生在像是木蠊(Salganea)等其他一夫制的蟑螂,牠們也會組成家庭,並有長期的親子照護關係。

腳踏多條螂——不只你有小三,我也有小王

前面的蟑螂讓人想在故事後面加上「從此過著幸福快樂的日子」,但其實大部份的蟑螂仍是多夫制(polyandrous)的。

雌性蟑螂的一生中會有多次的生殖週期,有些品種的蟑螂在牠每段生殖週期當中雖然可能是一夫制,但多段的生殖週期加總起來,牠整段的生殖壽命(reproductive life)仍會被認為是多夫制,這被稱為序列式一夫一妻(serial monogamy)。就算每次談戀愛都像初戀一樣,但真正的初戀還是只有一個啊。

這些品種的雌性蟑螂接受雄性蟑螂的感受性是會週期性循環的,一個生產週期包括:接受、交配、產卵、卵孵化的循環,他們在一個生殖週期只會交配一次,且感受性會在交配過後急遽下降。有一些品種在找到下一個交配對象前會經過多個生產週期,有些則在每次生產行為過後感受性就會恢復。

比較常見的德國蟑螂(Blattella germanica, 也稱德國姬蠊) 和亞洲蟑螂(Blattella asahinai) 都會反覆交配,雖然他們在單次交配時產生的精子量就已經足夠提供雌性蟑螂在剩餘的生殖壽命使用。雌性的美洲蟑螂(Periplaneta americana)以這種交替交配的方式生產卵鞘,並可能會在產完卵的3-4小時候又進行交配。

亞洲蟑螂。source:wikimedia
亞洲蟑螂Blattella asahinai。source:wikimedia

也有觀察到一對Ellipsidion humerale在一個月內交配四次,交配的行為與生產卵鞘交替。 對Eublaberus posticus來說也是除了第一次的交配以外,後續的重複交配行為並不會增進生產表現;但仍然觀察得到牠們的重複交配行為。

Ellipsidion humerale. source:Bill & Mark Bell
Ellipsidion humerale. source:Bill & Mark Bell

那有單次生產週期卻發生很多次的交配行為嗎?研究有觀察到這樣的雌性蟑螂,但這些案例通常是例外而非是研究品種當中的通則。

有研究在超過200隻雌性德國蟑螂中記錄到一次雌性於第一次產卵前交配2次,在其他的研究中也曾注意到有一對德國蟑螂於24小時中交配2次。不只是德國蟑螂,也有研究觀察到褐帶蟑螂(Supella longipalpa)可能於一天之中發生1或2次交配。

說了那麼多,但其實關於蟑螂的交配行為,還有很多細節還存在在迷霧當中;畢竟要觀察到野外的蟑螂交配不太容易。如果小強真能說話,搞不好會告訴我們一段比瓊瑤還要蕩氣回腸的愛情故事。

參考資料:

  • Cockroaches–ECOLOGY, BEHAVIOR, AND NATURAL HISTORY.  William J. Bell, Louis M. Roth,Christine A. Nalepa. Foreword byEdward O.Wilson.

相關標籤: 交配 蟑螂
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雷雅淇 / y編_96
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PanSci 總編輯|之前是主編,代號是(y.),是會在每年4、7、10、1月密切追新番的那種宅。中興生技學程畢業,台師大科教所沒畢業,對科學花心的這個也喜歡那個也愛,彷徨地不知道該追誰,索性決定要不見笑的通吃,因此正在科學傳播裡打怪練功衝裝備。


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推理系動畫毒殺利器!——認識致命的「河魨毒」

Evelyn 食品技師_96
・2022/01/21 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 文/Evelyn 食品技師

早在兩千年前《山海經》就提到肺魚(河魨)[註 1]會毒死人;明代的《本草綱目》亦記載:「河魨有大毒,味雖珍美,食之殺人」,可知早在古代,大家就發現河魨肉的美味之處,也知道他擁有「劇毒」,甚至連動畫《名偵探柯南》都曾上演用河魨毒殺人的案件呢!(動畫第 226 ~ 227 集:戰鬥遊戲的陷阱)

河魨是媲美和牛的夢幻料理,為了一嚐美味連命都不要了!

在日本,河魨被視為珍饈佳餚,尤其河魨生魚片富含膠原蛋白、脂肪含量低、味道清爽鮮甜,口感爽脆帶勁,其美味足以媲美日本和牛,被認為是一生必吃一次的夢幻料理。

許多饕客無法抗拒河魨的美味,為了能嚐上那一口極品,即使冒著生命危險也在所不惜。史上因河魨送命的最知名案例,莫過於 1975 年日本國寶級歌舞伎演員八代目坂東三津五郎,在料亭師傅推薦下,吃了四份河魨肝(據說是河魨最美味的部位)後中毒身亡,成為食魨死士。

根據日本厚生勞動省統計,在 1959 年前,日本每年因河魨毒中毒死亡的人數超過 100 人,直至 1982 年後,中毒死亡人數才降至每年 10 人以下。主要是因日本政府推行「河魨料理廚師執照」,通過筆試與術科考取執照,才可以合法烹調河魨,使河魨毒中毒死亡率大幅降低。 

星斑叉鼻魨 Arothron stellatus(Bloch and Schneider)。圖/參考資料 1

相較之下,臺灣雖然沒有如此盛行吃河魨,但每年仍發生不少因誤食河魨而中毒的案例。筆者根據衛生福利部的歷年食品中毒資料統計,從民國 81 年至 109 年河魨毒中毒案件計有 33 案,患者總人數為 139 人,死亡總人數為 11 人,死亡率高達 7.9%。

民國 81 年至 109 年河魨毒中毒統計資料。資料來源/衛生福利部

分析主要原因是漁品產銷人員及社會大眾辨識河魨能力不足,為此,民國 101 年衛生福利部食品藥物管理署出版「臺灣常見有毒河豚(魨)圖鑑手冊」,整理臺灣常見之有毒河魨(參考資料 1),提供漁品產銷人員及社會大眾參閱,故民國 101 年後的中毒案件及人數確實有顯著下降。

河魨毒素究竟有多強?和「麻痺性貝毒」非常接近!

1909 年,日本科學家首次從河魨卵巢中分離出毒素,命名為河魨毒素(tetrodotoxin; TTX)。1964 年後,日本科學家們確定 TTX 化學結構。TTX 分子式為 C11H17O8N3,分子量為 319 Da,為河魨毒中毒性最強的主要化合物,擁有許多結構類似物(structural analog)[註 2],分子量與毒性強弱依結構型態而有所不同。 

河魨毒素(tetrodotoxin; TTX)分子結構及其結構類似物。圖 / 參考資料 5

其中以 TTX 毒性最強,小鼠口服之半數致死劑量 LD50 是 334 μg/kg [註 3],跟麻痺性貝毒的毒性十分接近(蛤蚌毒素 LD50 為 263 μg/kg)[註 4]。且不論是化學特性、中毒機制、毒性或治療方式,皆與麻痺性貝毒非常相似。

當 TTX 進入人體內組織後,會阻塞神經末梢細胞上的鈉離子通道,使鈉離子無法進入神經細胞,膜電位無法去極化 (depolarization),動作電位無法產生,使神經元失去傳導功能,進而造成中樞神經、知覺神經及運動神經麻痺。尤其當毒素量高時,迷走神經、血管運動中樞至橫膈膜皆麻痺,最後蔓延至呼吸神經麻痺而死。

TTX 潛伏期一般在 3 小時內(通常在 10 至 45 分鐘),潛伏期長短亦受進食毒素量影響。目前河魨毒中毒並無特殊之藥物可以使用,主要治療乃是支持性療法為主。如未產生呼吸衰竭,應不會造成死亡。但若患者已產生明顯之肌肉無力現象,則應隨時準備放置氣管插管,並以人工呼吸器幫助呼吸。亦可給予經稀釋的活性碳及輕瀉劑,以加速毒素排出。

而《名偵探柯南》動畫中,更是直接將河魨毒刺入人體動脈中,作用的速度和反應會比食用更快、更強烈。筆者估計死者應該當場暴斃,連症狀都來不及發生……也順便稱讚一下,那集茱蒂老師講解 TTX 的毒性資訊真的正確無誤喔!

這位是茱蒂老師(怕你忘記是誰)。圖/IMDb

河魨毒原來是細菌產生的!河魨怎麼不會被自己毒死?

河魨毒最早是發現於河魨因而得名,後來也被發現存在於其他脊椎生物中,包括蠑螈、蝦虎魚、箭毒蛙等;無脊椎動物包括海螺及章魚等。後來在河魨、有毒蟹類以及紅藻 Jania sp. 中篩檢出海洋菌株 Shewanella algaAlteromonas tetraodonis,並發現該細菌具有產生河魨毒的能力。

海洋菌株 Shewanella alga。圖/參考資料 5

後續有愈來愈多研究證實,河魨毒主要來源應是具產河魨毒能力之細菌,經由寄生或共生的方式,存在於生物體(如藻類、魚、蝦、蟹或貝等)中,河魨再透過食物鏈累積在其體內,而非河魨自己產生。河魨甚至還會刻意選擇具有河魨毒之生產能力的生物為食物,使毒素累積在體內,以肝臟、卵巢累積最多,腸道、皮膚次之,為一種特殊的防禦機制。

此外,河魨的肌肉中,因含有河魨毒結合蛋白(TTX-binding protein),可包覆河魨毒,參與河魨毒的運輸,使河魨對毒素耐受性高,才不會被自己毒死。

  • 延伸閱讀:盤點海洋中的「毒系寶可夢」!河豚、貝類有毒不是 they 的錯 ft. 食品技師 Evelyn【科科聊聊 EP71】

這批有夠純!河魨毒除了可以止痛,還可以被海豚拿去「吸」?

想不到的是,身為天然劇毒的河魨毒對生物可不全然只有害,有研究指出河魨毒由於具有抑制神經傳導的作用,可能有機會應用於醫療用途呢!

動物實驗的結果顯示,微量的河魨毒可作為局部麻醉劑,合併其他麻醉藥物一起使用,可有效延長局部麻醉時間;作為止痛劑使用,也能有效減輕受傷所造成的發炎反應、肌肉疼痛及神經性疼痛,且無其他副作用,比起嗎啡(morphine)更溫和。

當然,以上河魨毒的醫療應用,於人體實驗還需要進一步的研究。

另外英國《BBC》的自然紀錄片《荒野間諜》(Spy in the Wild)在南非拍攝到罕見的「海豚吸毒」景像。海豚們紛紛把河魨當成玩具亂丟亂甩,把河魨咬在口中「吸毒」,陷入恍惚的興奮狀態,並做出各種ㄎ一ㄤ到不行的行為,最後玩膩了才把河豚放走,是不是有夠像小屁孩呢!

海豚吸河魨毒影片截圖。圖/參考資料 7

不要拚死吃河魨!注意應避免食用來路不明的水產品

最後還是要呼籲,只要避免食用河魨或來路不明的水產品,即可有效避免河魨毒中毒。如果真的需要滿足口腹之慾而「拚死吃河魨」的話,建議先確認是否屬無毒魚種,並有效去除其內臟組織及皮膚。

若不幸食用河魨而中毒時,應先催吐使胃內容物排出,並儘速就醫,以免因中毒嚴重,造成呼吸衰竭而死亡。 

註解

  1. 河魨,常作河豚,古名肺魚。
  2. 「河魨毒」為 TTX 及其所有結構類似物的總稱;「河魨毒素」為 TTX;結構類似物(structural analog),是指一系列的化合物在主結構上大致相同,但部分結構會有一個或多個原子、官能基或子結構的不同,造成他們之間的化學特性可能不一樣,故河魨毒一系列類似物的毒性大小不會完全相同。
  3. 半數致死劑量(lethal dosage 50%; LD50),指在動物實驗中,使實驗動物產生百分之五十比例之死亡所需要化學物質之劑量。
  4. 麻痺性貝毒(paralytic shellfish poison)為一系列毒素總稱,其中毒性最強烈的毒素為蛤蚌毒素(saxitoxin)。

參考資料

Evelyn 食品技師_96
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國立大學食品科學研究所畢業,現為一名食品技師兼食品研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確資訊!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁 https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421