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地上的紅豆不要亂撿! 關於蟑螂卵鞘的二三事

miss9_96
・2015/09/17 ・2103字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 451 ・四年級

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「咦?廚房的地上怎麼會掉了一顆紅豆?」,也許你曾在地板上撿起一顆疑似紅豆的不明物體,正當困惑之時,爸媽卻尖叫著「那是蟑螂!」,然後要你拿拖鞋把它打扁!究竟,那是什麼東西呢?繼上篇「這是一段愛與蟑螂的故事」講述蟑螂的床第之愛,本篇將介紹那些日夜忠實地守護著我們廚房的小動物們-蟑螂,牠們如何撫育下一代的故事。

預約下一代幸福的美洲蟑螂

當雄性美洲蟑螂遇見雌蟑螂,雙方乾柴烈火且完成終身大事後(請見「小強!你怎麼了小強」之 蟑螂啪啪啪(交配篇)),作父親的會拍拍屁股一走了之,只留下母蟑螂思考照顧下一代的問題(做父親的醬子不行啊…)。母蟑螂會產出一顆「卵鞘」,將能孵化成小寶寶們的卵藏在裡頭。

美洲蟑螂的卵鞘呈暗褐紅色,外型像顆紅豆似的,就連顏色都相差無幾 [1]。裡頭通常內含16顆蟑螂蛋,平均能孵化出14-16隻小蟑螂 [3]。由於美洲蟑螂的天性並不會撫育下一代(改觀吃木頭的犀牛蟑螂卻會養育幼子),因此母蟑螂會尋找靠近食物的地點產下卵鞘,並用口中的黏液緊緊的將卵鞘固定在食物的附近 [1]。這也就是為什麼通常會在廚房、浴室等的排水孔附近發現卵鞘,因為那些地點食物較多、水氣充足,又不容易被天敵發現,於是就成了母蟑螂眼中最好的育幼地點了。

蟑螂蛋在許多動物的眼中是美味的食物(研究分析,美洲蟑螂的卵鞘含有約50%的蛋白質及約2%的油脂 [5],而狀似卵鞘的紅豆,蛋白質的比例約20%、油脂<1%、醣類約60% [7])。在大自然中,瘦蜂(Evania appendigaster L.)就是蟑螂的天敵之一,母瘦蜂會嗡嗡嗡地會搜尋蟑螂卵鞘,將蜂卵產在卵鞘之中,如此小瘦蜂的成長過程中,不僅能受到卵鞘的保護,更有豐富的食物來源 [3]。

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由於美洲蟑螂大約每個月可產下一個卵鞘,而每顆卵鞘又能孵出15隻左右的小蟑螂,所以如果認真養育一對美洲蟑螂的話,一年後就能獲得大約150隻活潑又熱情的美洲小蟑螂囉~[1](尚未計算小蟑螂彼此之間也會生出更多小蟑螂)

==美洲蟑螂卵鞘圖片分隔線==

以下

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美洲蟑螂卵鞘
美洲蟑螂卵鞘。Source from wikimedia

親力親為的德國蟑螂

替子女尋找一個適合成長環境的美洲蟑螂媽媽,已經讓我們感受到昆蟲界的母愛了,而身為居家型蟑螂最大宗的德國蟑螂 [4],其母愛就更偉大了~

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懷孕的母德國蟑螂並不會特意地尋找一個溫暖又充滿食物的環境(沒錯,這裡作爸爸的又不見了……),這太不負責任了!充滿母愛的德國蟑螂媽媽會將卵鞘懷抱在腹部(正確來說,並不是「抱住」),所以母親可以保護著幼蟲們直到孵化為止 [6],也因此如此,德國蟑螂也比較不易受到寄生蜂的攻擊,不過也不是完全沒有風險,攜帶了沉重的卵鞘也會讓母蟑螂行動緩慢,容易遭到拖鞋的攻擊,所以下回看到行動遲緩的德國蟑螂,可以多觀察一下,也許你看到的正好是隻帶著卵鞘的母蟑螂喔!

==德國蟑螂+卵鞘圖片分隔線==

 

(由於實在太恐怖了,所以編輯部貼心的關燈了。若能承受的話,請點擊看原圖。)

 

 

 

德國蟑螂和卵鞘。Source from wikimedia
德國蟑螂和卵鞘,心理能承受超恐怖圖片請點擊看原圖。Source from wikimedia

如何有效殺死卵鞘裡的卵

當然,也不是每個人都這麼愛這些小動物們,關於如何消滅卵鞘裡的卵,各國的科學家做了許多研究(當然不是用各國的拖鞋),我們就以台灣科學家的研究來為大家說明,如何殺死卵鞘中的蟑螂蛋。以下滅蟑方式由國立中興大學陳玲玫 碩士以及黃紹毅 教授所進行實驗,我們同時感謝為了本研究所犧牲的美洲蟑螂寶寶們 [2, 3]。

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在研究中,陳玲玫設計了四種方式對付美洲蟑螂的卵鞘,分別放進冰箱冷凍、放進烤箱烘烤、照射紫外光和曝曬在充滿輻射的環境之下(γ射線),再看看蟑螂幼蟲是否能夠孵化成功。結果如下 [註1, 2]:

  正常環境 冷凍 加熱 紫外光 γ射線
孵化率 90-100% 0% 0% 全部孵化 0%

結果可以發現,不論是丟進冰箱或是丟進烤箱,都可以有效的殺死蟑螂卵,所以下次當你在廚房地板上發現疑似的紅豆的蟑螂卵鞘時,就知道該怎麼做,才能夠避免越來越多的蟑螂寶寶們在你們家繁衍子孫,越長越多囉~

  • 註1:冷凍為六小時的-16 ˚C環境;加熱為六小時的50 ˚C的環境;紫外光為2.5小時且波長254 nm;γ射線劑量為20Gy
  • 註2:通常蟑螂擁有很好的輻射抵抗力,但因為卵鞘中的幼蟲正值成長的時期,體細胞有絲分裂旺盛,因此對輻射對於幼蟲的殺傷力也就比較明顯。

參考文獻

  1. K. A. Barbara (2014) American Cockroach, Periplaneta americana (Linnaeus) (Insecta: Blattodea: Blattidae). University of Florida
  2. 陳玲玫, (民92, 1月)美洲蜚蠊卵鞘的四種處理對瘦蜂寄生暨發育之影響, 國立中興大學昆蟲學系, 中華民國, 台灣台中市
  3. William J. Bell, Louis M. Roth, Christine A. Nalepa (2007) Cockroaches: Ecology, Behavior, and Natural History, Johns Hopkins University Press
  4. 中華民國食品藥物管理署,食品營養成份資料庫. https://consumer.fda.gov.tw/Food/TFND.aspx?nodeID=178
  5. Michael A. Baumholtz, MS, Lawrence Charles Parish, MD, Joseph A. Witkowski, MD, and William B. Nutting, PhD (1997) The medical importance of cockroaches. International Journal of Dermatology, 36(2), 90-96
  6. M. Lihoreau, J. T. Costa, C. Rivault (2012) The social biology of domiciliary cockroaches: colony structure, kin recognition and collective decisions. Insectes Sociaux, 59(4) 445-452
  7. Shaw-Yhi Hwang and Ling-Mei Chen (2004) Effects of Four Physical Treatments of Oothecae of Periplaneta americana on Parasitism and Development of Parasitic Wasp Evania appendigaster, Environmental Entomology, 33(5), 1321-1326
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miss9_96
170 篇文章 ・ 1077 位粉絲
蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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大棕蝠大陰莖,插不進去仍射精?
胡中行_96
・2023/11/30 ・1880字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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瑞士洛桑大學(Université de Lausanne)生態暨演化學系的生物學家 Nicolas J. Fasel 博士,收到一封以荷蘭文書寫的電子郵件。[1]裏頭附帶的網址,據說能連結到,在某教堂閣樓裡偷拍的性交影片。[1, 2] Fasel 博士起先懷疑遇到詐騙,然而主旨寫著「大棕蝠陰莖」。他想若是投其所好,未免也太過精準。於是,Fasel 博士冒著風險點開。[1]

大棕蝠。圖/The Netherland’s Naturalis Biodiversity Center on Wikimedia Commons(Public Domain

大棕蝠的陰莖

大棕蝠(Eptesicus serotinus)分佈於歐洲和亞洲,偏好棲息在農田、林地附近的建物,或者直接住在樹上,方便捕捉昆蟲。牠們深褐色的毛髮覆蓋大部份的軀體,口鼻、翅膀與兩隻後腿間的尾膜(uropatagium;見上圖),則光禿無毛。身長 62 到 80 mm左右,翅膀攤開的寬度,大約 320 至 380 mm。成年的雌性就算沒懷孕,體型一般仍比雄性大些。[3]

大棕蝠的陰莖。圖/參考資料6,Figure 1(CC BY 4.0

性器,是雄性大棕蝠威猛之所在。綴飾著幾根短毛的陰莖,勃起時末端的兩團組織,會撐成愛心的形狀,背面中央陷落一個凹窩(上圖C)。此時,全長為 16.4 mm,寬度是 7.5 mm。相較之下,雌性的陰道,只有 2.3 mm 長,1.1 mm 寬,顯得不成比例。換句話說,雄性充血膨大的陰莖,長度約莫是自己身長的 22%;而且長寬均是雌性陰道的7倍。[4]「這個物種勃起的陰莖真是太驚人了」,Fasel 博士客觀評論:「超級長。」[5] 讚嘆之餘,他也承認:「我們覺得它實在很難插進任何東西。」[2]

在實驗室裡,研究團隊能用麻醉劑,刺激雄性大棕蝠的陰莖勃起。[5, 6] 然而牠們晝伏夜出,生性隱蔽,拍攝困難。要弄清實際上如何運用陰莖,並不容易。[4]

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直到那天,一封神秘的電子郵件降臨。[1, 2]

交配影片

2023 年 11 月《當代生物學》(Current Biology)期刊上,名列大棕蝠論文第二作者的 Jan Jeucken,[4] 是一名荷蘭的蝙蝠愛好者。[1, 2] 他在住家不遠的聖馬提亞教堂(St Matthias Church),架設了 18 台攝影機。[2, 6] 2016 年 10 月 25 日至 2022 年 3 月 22 日期間,近距離拍攝一個大棕蝠聚落的作息。[6] 取景的角度直接,包括由正下方捕捉進行中的性交畫面。[2]

Fasel 博士的團隊,從他那裏取得 93 段大棕蝠的交配影片,再加上 4 段來自烏克蘭蝙蝠復育中心(Ukrainian Bat Rehabilitation Center)。[2, 6] 分析了數小時的錄像之後,大棕蝠陰莖的功能,總算真相大白。[1]

交配中的雄性(上)和雌性(下)大棕蝠。圖/參考資料 6,Figure 5(CC BY 4.0

大棕蝠交配

蝙蝠後腿間的尾膜,平常用來飛翔。[7]親密互動的時候,雌性大棕蝠也會拿它來「擋煞」。因此,雄性想要與牠共赴巫山雲雨,就必須揚起巨砲,撥雲見日。活動正式開始前,雌性會叫個幾聲。雄性一柱擎天,用陰莖上的短毛,感覺雌性外陰的位置。一旦陰莖抵住外陰,前者兩團肉球間的凹窩,便發揮吸盤般的作用,協助鞏固與雌性的肉體連結。同時嘴也沒閒著,緊緊咬住對方的後頸不放。正當雙方難分難捨,陰莖卻點到為止,從頭到尾都沒插入。短則不到 53 分鐘,長至 12.7 小時,努力確保精子泳渡 8.6 mm,深長的子宮頸,安然達陣。[4, 6] 完事之後,雌性腹部可見被精液弄濕的毛髮。[4]

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大棕蝠這種如同鳥類「泄殖腔之吻」(cloacal kiss),僅止於表面接觸的交配方式,在哺乳類動物身上前所未見[4] Fasel 博士希望未來能建立一個「蝙蝠情色影片箱」(bat porn box),從各個角度裝設直播鏡頭,讓研究人員觀賞交配實況,發掘更多性癖。[5]

大棕蝠高清無碼交配實錄。影/參考資料 6,Supplementary File(CC BY 4.0

  

參考資料

  1. Smith B. (21 NOV 2023) ‘Bat species uses oversized penis like an arm during ‘contact mating’ — not penetrative sex’. ABC News, Australia.
  2. Vaidyanathan G. (20 NOV 2023) ‘Serotine bats are the first mammals found to have non-penetrative mating’. Nature.
  3. Elliott M. (2022) ‘Eptesicus serotinus’. Animal Diversity Web, University of Michigan, U.S.
  4. Fasel NJ, Jeucken J, Kravchenko K, et al. (2023) ‘Mating without intromission in a bat’. Current Biology, 33, 22, PR1182-R1183.
  5. Jacobs P. (20 NOV 2023) ‘How big is too big? Bat’s enormous penis makes penetration impossible’. Science.
  6. Fasel N, Jeucken J, Kravchenko K, et al. (2023) ‘No intromission is involved in the mating of Eptesicus serotinus, a novel copulatory pattern in mammals.’ Research Square.
  7. Gardiner JD, Dimitriadis G, Codd JR, Nudds RL (2011) ‘A Potential Role for Bat Tail Membranes in Flight Control’. PLOS ONE, 6(3): e18214.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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為什麼腿短短,走路還搖搖晃晃?解密企鵝賣萌的背後真相!——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/24 ・1652字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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企鵝搖搖晃晃地走路

圖/giphy

說到用兩隻腳走路的鳥類,就不得不提企鵝。企鵝用兩隻腳在冰上搖搖晃晃走路的樣子非常可愛。在水中卻可以自由自在地高速游泳、追捕魚,這兩種樣子帶給人的印象有非常大的不同。

話說,企鵝意外地可以走很長一段距離。牠們會在地上蒐集石頭來作巢,所以當然要可以走到築巢的地點。通常企鵝類的繁殖群會位在距離海岸線幾百公尺的地方,但有時會在距離海岸 3 公里以上的內陸,想像企鵝排成一列搖搖晃晃地走 3 公里,實在是可愛至極。

說是這樣說,但是走 3 公里,我們人類都覺得有點遠了,企鵝真的可以搖搖晃晃走過去嗎?

牠們的走路方式感覺效率很差,好像很累。企鵝走路時腳會使用的力量以及計算其所需能量的研究顯示,企鵝的走路方式一如外表印象,效率很差。大概所有人都會覺得「我想也是」吧,但我們不妨來仔細思考為什麼會效率很差。

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圖/giphy

鵝生好累!企鵝其實一直蹲著?

在討論企鵝的步行時,首先得要知道的是其獨特的體型。企鵝看起來是用兩隻腳站著,腳感覺極端的短。大概因為身上的毛色彷彿穿著燕尾服一樣,總覺得像是人類的喜劇演員一般。

但是牠嚴格說來並不是「站著」。看企鵝的骨骼圖(圖一)就很清楚。髖關節跟膝關節強烈彎曲的姿勢,以人類來說就是「蹲著」。換言之,企鵝時時刻刻都是蹲著的,連走路時也是蹲著的狀態。試著自己蹲著走路看看,就會像企鵝那樣搖搖晃晃地。牠們搖搖晃晃的姿態,背後的祕密就是體型與姿勢。

而由此延伸,企鵝的步行方式非常沒效率的理由,可能就是身體橫向搖擺和轉動幅度非常大。搖擺跟旋轉的動作,對前進而言怎麼看都是不必要的舉動,但是根據之前的研究,其實企鵝不搖晃反而效率會更差。之前也說過雙足步行的動能跟位能要有效率地轉換,才能有效率地運動,但企鵝似乎是用橫向搖擺的動作來進行這種能量轉換。

圖一、企鵝的樣子跟人很像,所以如果讓企鵝在山手線月台上排隊,也不會有人發現(右),但是如果看骨骼(左),企鵝蹲下來就可以跟站著的人類簡單區分開來。

短腿優先?

也就是說,企鵝走路效率不佳的理由,跟牠們這種體型跟姿勢有關。

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企鵝的腳確實很短,以現在還活著的企鵝種類來說,體型最大的皇帝企鵝的體重將近 20 公斤,和澳洲的平胸鳥類鶆䴈幾乎相同,然而比較這兩種鳥類的腿長的話,鶆䴈的髖關節大概在 80 公分高的位置,而皇帝企鵝大概在 30 公分高左右。明明體重差不多相同,企鵝的腳的長度卻只有鶆䴈的一半以下,步行效率差也是沒辦法的事。

本章已經反覆提過好幾次,腿愈長一般來說會步行速度愈快、效率也愈好,企鵝的短腳和蹲下的姿勢非常不適合走路,這點沒有人能否定。

圖/giphy

企鵝的腳會這麼短,恐怕是為了在寒冷地帶保住體溫。雖然也有棲息在熱帶的企鵝,但多數企鵝都棲息在極地,在水中跟地面上不失去體溫就是牠們最重要的課題。四肢末梢要是比較長,就會因為體積的表面積變大,容易失去體溫。所以在寒冷地帶演化的物種,耳朵等突出部位通常都會比較小。

雖然意外地能走很長距離,但企鵝仍然主要屬於在寒冷地區游泳的鳥類,為此演化出的短腿跟蹲著的姿勢,必須讓身體左右搖晃走路來補足才更有效率。

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——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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動物移動方式大不同!獵豹為什麼跑這麼快?——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/23 ・1560字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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動物的移動方式及進化

動物會使用肌肉骨骼系統來進行各種運動,有時是只動身體的一部分,有時則是移動整個身體,讓自己移往其他地方的情況。理所當然的是,動物將自己整個身體移動到其他地方,會比只有動一部分身體需要更多的能量。所以移動時會特別需要注重效率。

動物們在進化過程中獲得各種生活形態,以及適合該生活形態的移動方法。只要看看動物們的走路方式,就能理解這個進化過程。

像山椒魚等兩棲類動物,以及蜥蜴、壁虎等爬蟲類,都是從軀幹伸出四肢來撐起身體,並扭動身軀,一一藉著四肢的支點往前方移動(圖一)。扭動軀體的運動跟魚在游泳時的軀幹動作很類似。兩棲類和爬蟲類是脊椎動物進化過程中最初上陸的動物們,本來就擁有類似魚那樣扭動身軀的身體構造,要善用這種構造在陸地上運動,就演化出了這樣的走路方式吧。

圖一、壁虎的步行姿勢。隨著步伐,脊骨(白線)會左右大大彎曲。

後來兩棲類中有一部分軀幹變短、後肢也變得發達,那就是蛙類(圖二)。長長的後肢可以產生強大的跳躍力。說到彈跳,身體要是扭來扭去的穩定性就不好,要是身體變短,就不會扭來扭去的了。因為獲得了短身軀跟長後肢,使得蛙類可以進行大幅度跳躍。

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圖二、青蛙的骨骼標本。長腳可以進行強力跳躍,短短的軀幹則讓跳躍時可以保持身軀穩定。

一部分的爬蟲類(恐龍類)和哺乳類的四肢又更加發達,可以進行多樣化的運動。他們的四肢不只是變長,還跟兩棲類或蜥蜴等爬蟲類不一樣,四肢不是生長在身體兩側,而是下方。往下生長的四肢可以高高舉起軀幹,只要前後擺動四肢就能移動了。

比起移動整個身體,只有四肢動作的效率會比較好。另外,體幹如果可以不激烈動作,身體就可以比較安定,而且更容易控制。結果就能實現高速運動。另外,像鹿或是馬等擅長跑步的動物,牠們的四肢,特別是末端部分會很長(圖三)。腳變長的話,跨一步的距離也就會變長,可以跑得比較快。

圖三、馬(左)和人(右)的骨骼,馬的掌骨跟肱骨差不多是同樣長度,人的骨骼圖為臼田隆行作畫。

本來哺乳類也不是軀幹就保持不動,而是軀幹跟四肢經常一起協調地動作,但是方向跟魚或蜥蜴的橫向運動不同,是身體往腹背方向彎曲再伸直,像是為人熟知的貓科動物跑步時的動作。例如,獵豹跑步時,身體會大大彎曲再伸直,用全身力氣來有力地跳躍並讓步伐加大,創造出陸地上最快生物才有的跑步速度。(圖四)

圖四、跑步中的獵豹。跑步時脊骨(白線)會往腹背方向大大彎曲再伸直,讓每一步的步伐距離變長。

所有哺乳類雖有程度差別,但似乎都有像這樣身體往腹部方向屈伸的動作。前面所述的馬跟鹿等動物,雖然看起來軀幹動作沒這麼大,但脊骨還是會反覆進行彎曲再伸直的動作。只是活動程度比貓科動物少得多了。

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稍微離題一下,從陸地再度回到水中的哺乳類也不例外,海豹或海狗、鯨魚等動物,游泳時的脊椎也是往腹背方向屈伸的。魚類一般是身體往兩側扭動來游泳,所以我們可以說水棲哺乳類的身體往腹背方向屈伸,是因為從腳配置在軀幹下方的哺乳類演化而來,可以說水棲哺乳類才有這樣的特性吧!

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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