生物界建築大師

人類對於自己巨大的物質創作過於自豪，以至於往往以為只有人類才有卓越的設計。《Discovery探索頻道雜誌》發現事實正好相反，並深入了解背後原因，帶我們踏入神奇的動物建築世界。

動物建築四處可見。舉凡數十億隻珊瑚蟲分泌鈣搭建而成的大堡礁、水利工程大師河狸，乃至黏性強且易致命的小蜘蛛網，以及蜂巢、白蟻窩，還有種類樣式多到幾乎無以計數的鳥巢。

科學家和博物學家長年來仔細鑽研這些神奇的設計，並逐漸認識到這些特別複雜的結構究竟是如何建造。倘若能深入了解這些動物建築，勢必有助於科學方面的進展：畢竟要建造出這些結構，需要具備技能、智力，以及從錯誤中學習的能力，而這些特質在過去被認為是人類獨具的。

格拉斯哥大學動物建築榮譽教授麥可‧韓索爾（Mike Hansell）表示，動物搭造建築主要是為了提供安全的遮蔽，免受嚴寒及酷熱之苦，以及躲避掠食者。這點和人類一樣。

他在著作《動物建造：動物建築的自然史》（Built by Animals: The Natural History of Animal Architecture）中寫道：「巢、穴和繭都是為此建造的家。動物建築和人類的家類似，並非只提供保護，有時也會具備一些額外的附加功能，例如儲存糧食、廢物處置，還可能內建食物生產區。」事實上，有些動物建築甚至還具備通風散熱系統。

圖左一、二：石蠶蛾（Limnephilidae）建造的兩種沙管；圖右為巢鼠（Micromys minutus）建造的巢。本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年04月號第27期，全見版請點擊本圖放大。

堅固耐久

舉例來說，草原松鼠在北美大平原上挖掘的洞穴即使遇到極端氣溫、水災和火災也經得起考驗──裡頭有功能各異的洞室，用來儲存食物、監聽掠食者或養育幼鼠。牠們的洞穴能構成相互接連的地下「城鎮」，規模相當龐大。其中一例就是在1900年德州一處未有人類聚落的場所發現的草原松鼠巢穴，占地6萬5000平方公里，估計當中約居住4億隻草原松鼠。

南美切葉蟻的巢穴也在地下，可達六公尺深，容納八百萬隻成蟲。蟻群不停將新鮮的植物葉子剪切成薄片，搬進巢穴，接著將葉片嚼碎混合作成堆肥，用來培養牠們養在「真菌園」裡的真菌，維持蟻群的食物來源。

這個地下迷宮藉由一煙囪系統將巢穴的空氣排出，保持通風。這樣的機制也出現在某些白蟻丘和齧齒動物的洞穴。此外也被一些水棲的動物，包括穴居習性的魚類和蝦猴所應用。

澳洲北部的磁白蟻則將此提升至更高的境界。宛如墓園般的場地，佈滿兩公尺高瘦長的「墓碑風格」蟻丘，其中不僅有拱門、隧道、煙囪、隔離區和育嬰室，甚至還由北至南排列成一線，好將陽光曝曬程度降至最低。

「動物建築有兩個主要的其他功能：作為陷阱或展示。」韓索爾補充道。最顯而易見的陷阱建造者，當然就屬蜘蛛了。而澳洲亭鳥的雄鳥則會建造「亭子」，並精心布置、裝飾自己的作品，以用來擄獲雌鳥的芳心。

圖左為鋼腹蜂鳥（Amazilia saucerrotte）的巢，圖右則為細紋葦鷹（Acrocephalus scirpaceus）的巢。本圖出自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年04月號第27期，全見版請點擊本圖放大。

嘗試錯誤學習

但為何這麼多動物，儘管並非擁有高度智慧，卻懂得建造如此繁複精巧且看似科學的構造呢？

正如任一個人類建築計畫一樣，動物雖是因應需求而創造建築，也必須善用大自然的條件。動物要能運用腦力來規劃、設計和操控材料，這多半仰賴環境所給予的資源，以及動物天生所具備的專長。動物在打造建築時會用到自己本來就有的工具，包括身體、喙、手、腳、牙齒、爪子、尾巴、吐絲器和螯。

用科學方法來衡量白蟻、珊瑚蟲或某些類蝦子等的築巢動機並不容易，而目前科學家大致歸納出了幾種理由。諸如作為掩蔽處、養育家庭或是吸引伴侶，甚至作為捕捉獵物的陷阱，然而無論是何種理由，動物對於建造巢穴的種類、地點、以及材料所做出的每個選擇，都會對最後的成敗有重大影響。正由於巢穴相當重要，因此長久以來，築巢被認為是由基因遺傳決定的：畢竟，即使毫無經驗的未成年者也能建造出與成年者相當接近的成品。

不過近來有大量關於鳥類的研究顯示，在這群築巢脊椎動物中，基因只不過是其中一個因素而已。這些研究發現，鳥類並沒有遵循與生俱來的築巢範本，也不受限於遺傳天性所選的材料，而會從嘗試、錯誤和範例中學習如何選擇最適合的建材和技術，蓋出自己的夢想家園。

在一項以斑胸草雀為對象的研究中發現，斑胸草雀在野外會以乾燥的草莖和細枝築巢，以用作掩護，提供安全的環境以養育下一代。為了解牠們如何在不同的建材之間做出選擇，蘇格蘭聖安竹斯大學的艾達‧貝利博士（Dr Ida Bailey）對一組飼養箱中的斑胸草雀提供有彈性、鬆軟的繩子作為建材，而另一組則提供較僵硬、結構較健全的繩子。

之後再讓兩組鳥類選擇有彈性還是較僵硬的繩子，這時先前被迫造出鬆軟鳥巢的那組立即選擇較堅硬的建材。「我們發現斑胸草雀喜愛較僵硬的繩子，因建造起來較有效率，使用較少的建材就能完成一個巢，」貝利表示。

科學家研究波札那的黑額織巢鳥以草編成的複雜鳥巢後，進一步肯定「學習」對築巢的價值。他們發現，每隻鳥會使用不同的技巧建築自己的巢，有的鳥喜歡從左到右築巢，有的則喜歡自右而左。他們同時也發現，鳥兒在將草葉編織和打結築成巢這方面愈來愈有經驗後，掉落的建材數量也會減少。

「假使鳥兒遵循遺傳基因範本來築巢，那麼你會期待所有的鳥每次都以同樣方式築巢，」愛丁堡大學生物科學學院的派翠克‧華許博士（Dr Patrick Walsh）解釋，「然而事實並非如此。黑額織巢鳥的築巢方法變化不少，顯示經驗在築巢過程扮演了關鍵角色。即使是鳥類也會熟能生巧。」

當然頭腦好也有幫助。其他研究顯示，腦容量較大且皺褶多的小腦，能建造出結構較為複雜的鳥巢，因為小腦與複雜的運動技巧、過程學習和計畫有關。

「建造出結構複雜鳥巢的鳥類，其小腦皺褶比建造出簡單鳥巢的鳥類更大。」聖安竹斯大學的生物學家札克里‧浩爾博士（Dr Zachary Hall）表示。

「其他與小腦有關的築巢行為，例如動作順序和學習，也可以解釋鳥巢複雜度和小腦皺褶的關係，」他表示。

雄性亭鳥會精心建造展示用的亭子，並蒐集彩色的物品來裝飾。2005年的研究顯示，鳥類小腦的腦容量愈大，其建造的亭子複雜度就愈高。

圖上為哥倫比亞的硬珊瑚（Meandrina meandrites），圖下為築巢初期階段的黃胡蜂（Vespula vulgaris）巢。本圖擷取自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年04月號第27期，全見版請點擊此處。

連鎖反應

除了造型迷人有趣之外，動物建築師建造的建築功能甚至已不只滿足動物自身需求。隨著時間過去，這些建築也會從根本改變當地的景觀，並且增加生物多樣性。舉例來說，海狸砍伐樹木，因而開闢新的發展空間，並創造溼地，進而帶來了無脊椎動物、魚類和蛙類，以及寄生在牠們身上的生物。

珊瑚礁會隨著時間緩慢生長，其生物多樣性的豐富程度與熱帶雨林不相上下；而蜥蜴和鳥類則樂於在白蟻丘中築巢。即便是不起眼的蚯蚓，牠們每年咀嚼、鑽過大量的土壤和泥地，也都有助於使土壤更肥沃，讓其他植物和動物能在其上成長茁壯。

唯有人類，雖可說是所有動物之中最偉大的建築師，但卻似乎具有傷害周遭陸地的天賦。「人類是會改變棲息地的強勢物種，」韓索爾贊同此觀點，「除了人類，沒有任何一種物種會因為建築行為而造成劇烈的環境變遷。」

幸好我們從動物身上學到的智慧或許能幫助我們設法轉危為安，建造出對地球更友善的設計。「現在該輪到人類將其他物種吸引至我們所建造的棲息地了，」韓索爾如是說。

本文出自《探索頻道雜誌國際中文版》2015年04月號第27期