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天下烏鴉哪有一般黑:大自然不缺少故事,只是缺少發現

林大利_96
・2015/11/02 ・3468字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 476 ・五年級

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這篇文章是【都市裡的動物行為學:烏鴉的教科書】的審訂序

「觀察」是探索自然的第一步,也是形塑科學知識的基礎。

大自然就像是一本還沒被讀完、無窮盡的教科書。牛頓曾說:「我就像在海灘上玩耍的孩子,一會發現美麗的石子,一會兒發現有趣的貝殼,然而,面對眼前的茫茫大海,我卻一無所知。」即便經歷幾世紀的探險,科學家對這本教科書依舊相當陌生。但是,書裡的因果趣味與來龍去脈,並不是只有科學家才能深究,每個人都生活在這本教科書當中,裡面的任何一頁、字字句句,都可以自由徜徉,探索玩味。

巨嘴鴉 Large-billed Crow – Corvus macrorhynchos (攝於日本)

無論科技如何日新月異,人類還是生存於自然,所有的生物也是如此。整個自然是一個互依互存,難以分割的整體,所有的生物都無法完全獨立生存。因此,我們從出生開始的學習與成長過程,都是在認識世界的組成與運作,並想盡辦法在世界中生存。

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松鴉 Eurasian Jay – Garrulus glandarius (攝於臺灣)

「觀察」是與大自然接觸的窗口,也是探索自然的第一步。哥白尼將地球自宇宙中心請出,達爾文將人類萬物之靈的皇冠摘下,這些爆炸性的科學突破,都來自於對大自然聚沙成塔的觀察紀錄。千里之行,始於足下,所有的觀察都來自於無窮的好奇心。即便是生活周遭稀鬆平常的事物,經過仔細的觀察,也能發現許多以往未曾注意到的有趣故事。

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臺灣藍鵲幼鳥 Taiwan Blue-Magpie – Urocissa caerulea (攝於臺灣)

《烏鴉的教科書》就為我們做了很好的示範。我的研究室外常常傳來樹鵲吵雜的「嘎嘎嘎…乖!」是我最容易遇見到的「烏鴉」。牠們對樟樹果實一點抵抗力也沒有,爭先恐後的搶食。灰褐色的樹鵲和烏鴉一身黑、走起路來大搖大擺的刻板印象相差太遠了,大概只有嘎嘎聲這一點比較相似。我剛開始賞鳥的時候,還不太敢相信樹鵲是鴉科的鳥類。台灣常見的烏鴉中,「一般黑」的烏鴉也只有巨嘴鴉而已,其他如喜鵲、樹鵲和台灣藍鵲,看起來都不怎麼地「烏鴉」。

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樹鵲 Gray Treepie – Dendrocitta formosae (攝於臺灣)

多數人就和賞鳥前的我一樣,對烏鴉的認識並不多,可能在日本的動漫中看過罵人「笨蛋」或冷場時才出現的烏鴉,或者是歐美電影和小說裡陰森恐怖的配角,常常是負面或不吉祥的象徵。烏鴉在許多城市是很普遍的鳥,但無論是東京的巨嘴鴉和小嘴烏鴉、新德里的家烏鴉或雪梨的澳洲渡鴉,多數人幾乎看不上一眼,甚至是討厭,巴不得牠們消失。即便是專業的賞鳥人,目光也很少在這些黑黑灰灰的烏鴉身上停留太久。

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家烏鴉 House Crow – Corvus splendens (攝於印度)

《烏鴉的教科書》要幫倒楣的烏鴉摘下這頂被人類扣上的大帽子,讓我們重新認識烏鴉真實有趣的一面。作者松原始博士可說是愛烏鴉成痴,投注了許多時間與心力觀察各種烏鴉。很感謝他願意用心的幫大家認識這一類習以為常,事實上卻又相當陌生的鳥類。《烏鴉的教科書》是松原博士用幽默又不失專業的筆法,與我們分享烏鴉的知識與觀察經驗。雖然名為教科書,但是沒有課本那樣生硬且具有強力催眠功效的文字,只有輕鬆與娓娓道來。讀完之後,會發現烏鴉其實也很有趣,全身黑黑的也可以是一種帥氣。人類在野外叢林中求生的故事我們看多了,不妨將這本書當成烏鴉同學在車水馬龍的水泥叢林中努力求生存的冒險故事。

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短嘴鴉 American Crow – Corvus brachyrhynchos (攝於加拿大)

臺灣的巨嘴鴉棲息在山區的森林裡,不像日本的巨嘴鴉大量在城市聚集,所以台灣的讀者可能對烏鴉造成的困擾比較陌生。然而,最近幾年也有小鳥在台灣的都市裡探險,那就是夜鷹(不是夜鶯喔)。十多年前,夜鷹還是很稀有的鳥類,棲息在溪床的灘地,想見一面之緣還不是那麼容易。夜鷹快速擴張到都市裡,尤其在春夏繁殖季的夜晚,為了宣示領域和求偶而引吭高歌,讓許多人徹夜難眠(請原諒牠們)。就我個人的觀察,校園頂樓常常傳出夜鷹的聲音,仔細一想,校舍頂樓不僅面積廣大、日夜都少有人走動,附近也不難找到食物,說不定因而成為夜鷹在都市中的絕佳棲地。

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渡鴉 Common Raven – Corvus corax (攝於美國)

觀察的時候,不妨試著一面思考「生物為什麼要這麼做?對生物的生存或繁殖上的優勢呢?」,例如家燕在那些地方築巢?行道樹今年開花的時間有提早嗎?麻雀的數量是不是變少了?就會很像是在問生態學或動物行為學的問題,科學家們也不外乎是這樣想問題,或許能發現未曾想過的有趣故事,至少各位沒有必須寫論文的壓力呀。

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澳洲鴉 Torresian Crow – Corvus orru (攝於澳洲)

仔細的觀察、廣泛的閱讀、審慎的思考、積極的討論,是深入了解大自然這本教科書的不二法門。觀察自然不僅能探索新知,增添生活的樂趣,也透過師法自然,解決生活上所遇到的難題。大自然一直充滿著許多故事,只是還沒被發現而已,何不嘗試加入這個觀察與發現的行列呢?大自然不僅是充滿知識的教科書,也是追求自我成長的強化書,還能是調劑心靈的教化書,更是令人滋潤生活徜徉探索的狂歌書。

我的觀察啦。

註:教科、強化、教化、狂歌的日文讀音都是kyo-ka きょうか

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星鴉 Eurasian Nutcracker – Nucifraga caryocatactes (攝於臺灣)

【小後記】

這本書是我第一次做全書審訂的科普書,很高興在書店裡看到它躺在書架上了。一開始是幫忙張東君學姊確認鳥名的翻譯,後來就乾脆全書審訂,從四月到出版前,前前後後共讀了四次,如果還有錯,都是我的錯。這次的合作充滿了各種機緣,一方面是我去年開始重拾日文的學習,回到原文確認內容非常方便。

曾經和作者松原始博士在東京有一面之緣,編輯吳欣庭小姐是以前帶生農學院BACT的學生,譯者張東君學姊就更不用說了~。我們幾個人合作起來非常順利,任何問題都能獲得充分的討論,也很感謝編輯給我非常充裕的時間處理這本書,我盡可能地在需要補充的地方和專有名詞上作了註解,希望能幫助讀者閱讀。這本書是非常有趣的動物行為書,常常一邊看一邊笑,最後我寫了一篇審訂序(博客來網頁上的是舊版,後來有小修一下),希望藉由這本書,能拾起大家對大自然的好奇心,以及細心觀察的專注力。

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禿鼻鴉 Rook – Corvus frugilegus (攝於日本)

【還有搭配一本小書】:【和烏鴉在一起:鳥類觀察學習手帳

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這本書是【烏鴉的教科書】的副產物(?),一個簡單介紹烏鴉的小冊子,是【烏鴉的教科書】做的差不多的時候,編輯說有個小書也要麻煩一下。哈哈,結果我看了一下,東東就跑來說這本的翻譯將會秒殺,那我當然也要不客氣地秒殺啊,所以一個晚上譯稿和審訂稿馬上就出來了。雖然篇幅不多,但是內容相當豐富有趣,有許多日本的巨嘴鴉和小嘴烏鴉資訊。

後來,編輯請我幫忙做個鳥類行為的紀錄表。我說,這個可以做,不過,如果只是記錄,之後收到口袋裡,其實是可惜的。我建議再將觀察紀錄輸入於這個開放資料庫【ebird Taiwan】能幫助管理個人的觀察紀錄,也能與全世界共享,提升資料的價值。因此,我便依循ebird Taiwan所需要的資訊,設計這個紀錄表,讓使用者最後可以將資料填入ebird Taiwan。當然,小書中也有對ebird Taiwan小介紹

我建議【烏鴉的教科書】和【和烏鴉在一起】都要一起閱讀,不然你對烏鴉的瞭解會有缺陷、會有不足、會有遺憾,要讀書,就要讀好、讀滿。

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北美星鴉 Clark’s Nutcracker – Nucifraga columbiana (攝於加拿大)
文章難易度
林大利_96
19 篇文章 ・ 7 位粉絲
來自森林系,目前於特有生物研究保育中心服務。興趣廣泛,主要研究小鳥、森林和野生動物的棲地。出門一定要帶書、對著地圖發呆很久、算清楚自己看過幾種鳥。是個龜毛的讀者,認為龜毛是一種科學寫作的美德。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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差點考倒古生物學家的大哉問:恐龍究竟是甚麼顏色?──《 誰讓恐龍有了羽毛? 》
臉譜出版_96
・2022/08/16 ・3583字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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想知道恐龍是什麼顏色?我們需要一臺時光機!

在導言中我提過恐龍的顏色,這個主題在最近的恐龍古生物學中,有一些令人興奮而且出乎意料的發現。之所以說是出乎意料,是因為古生物學界曾經感嘆,「我們永遠不會知道恐龍真正的顏色」。

我們或許可以從牠們的骨骼合理地重建其進食和運動方式,但要知道牠們的顏色,恐怕需要一臺時光機。

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紫色《小博士邦尼》可能是某些人小時候的回憶,但事實上,我們可能永遠無法知道恐龍真正的顏色。圖/GIPHY

然而,正如我在導言中所提,關鍵在於鳥類羽毛和哺乳類毛髮的顏色大半是來自美拉寧黑色素的幾種變異型,其中一種稱為真黑色素(eumelanin),這會讓毛髮呈黑色、棕色和灰色,而另一種棕黑素(phaeomelanin)則會造成薑黃色。

哺乳類就只有這兩種色素,而鳥類的羽毛中還有另外兩種色素,一是卟啉(porphyrins)會產生紫色和綠色,另一個是類胡蘿蔔素(carotenoids),產生紅色和粉紅色。

關鍵在於黑色素是一種非常強韌的化學物質,可以承受大量的熱或壓縮,因此可以保留在化石中。

此外,兩種主要類型的黑色素分別包裹在不同形狀的囊中,稱為黑素體,真黑色素的黑素體呈香腸狀,而棕黑素的呈球形——這不論是在鳥類,還是在哺乳類中都是如此。

左圖呈香腸狀,是「真黑素」的黑素體;右圖呈球狀,是「棕黑素」的黑素體。圖/臉譜出版

因此,套用現存親緣包圍法的概念,即在演化上,哺乳類和鳥類這兩個演化分支會把恐龍「包圍」在當中,因此這套形狀-顏色關係很可能適用在所有被包圍進來的群體,包括恐龍在內。黑色素是在皮膚中產生,透過毛囊進入發育中的頭髮或羽毛中的黑素體內。

在二〇〇七年,我第一次有機會去中國,當時我和同事帕迪.奧爾及斯圖爾特.吉恩斯一起前去。我們在野外待了兩週,探索中國東北熱河層(Jehol Beds)的所有站點,那裡主要是一套早白堊世的地層,當中有許多帶羽毛的鳥類和恐龍標本,之後又在北京古脊椎動物與古人類學研究所的實驗室裡待了兩週的時間。

我們在那裡用顯微鏡觀察羽毛和皮膚的樣本,發現了一些看似很值得探討的例子。

科學家終於找到破案線索!化石中的黑體素

二〇〇八年時,我們看到當時還在耶魯大學讀博士的雅各布.溫塞爾所寫的那篇重要論文,當中描述他在來自巴西和丹麥的化石鳥類羽毛中發現了黑色素體,當時我們立即想到,「那我們也來看看是否能在恐龍羽毛中找到這些」。

於是我們跟北京古脊椎動物與古人類學研究所的張福成聯絡,他曾在二〇〇五年來布里斯托進行訪問,研究鳥類化石標本,並安排一些中華龍鳥樣本的借用事宜,包括來自不同身體部位的小片化石羽毛,他在二〇〇八年第二次前來訪問布里斯托。

那時我們發現了黑素體。

我們在二〇〇九年初寫了關於這項發現的文章,投稿到《自然》。就跟過去一樣,要說服所有的審稿人得花上很長的時間。這篇文章一共被審查了十二次——每次四位審稿人,一共有三輪——而且每次都有一位就是無法信服。

「這不是黑素體,這不是羽毛,那些也不是恐龍⋯⋯」

二〇〇九年初在我的年度休假期間,我去了耶魯,與溫賽爾和他的同僚討論,我們的文章最後終於在二〇一〇年二月發表出來。

我們在文章中指出,中華龍鳥有褐黑素體(phaeomelanosome),也就是含有薑黃色的色素囊,而且非常多。是薑黃色的!而且牠們的尾巴有條紋,由等長的白色和薑黃色條紋交錯而成。

所以,我們也發表了重建圖(下圖),並且很有自信地表示:「這份重建圖首次展現出恐龍的正確顏色。」

真黑素會讓恐龍的羽毛呈現黑色和棕色,棕黑素則是橙色。圖/臉譜出版

這點很重要:我們不是在發表什麼真知灼見,而是在陳述一個客觀事實,如果有人證明我們對黑素體的觀察是錯的,我們的這項陳述可能會被駁斥。

與此同時,由雅各布.溫賽特領導的耶魯大學團隊也發表了他們重建的恐龍顏色更為豔麗,是來自中國侏羅紀地層中的近鳥龍,牠的翅膀和尾巴上有黑白條紋,頭頂有一個可愛的薑黃色冠,臉頰上還有黑色和薑黃色的羽毛斑點。

那麼,這一切到底意味著什麼?確定恐龍的顏色可能是觸類旁通而來的聰明想法,也許能讓人津津樂道,覺得有趣,但它可以告訴我們任何有用的資訊嗎?

更多問題出現了:恐龍為甚麼有羽毛?

確定羽毛的顏色徹底改變了我們對恐龍行為複雜性的認識。

今天的鳥類之所以長羽毛主要有三個原因——保溫、溝通和飛行。很明顯地,保溫的功能是在飛行前就有的。鳥胸上的絨毛是為了保暖和調節體溫,這些羽毛的構造比飛羽簡單得多。

因此,若真的如巴克所提議的,假設恐龍長有羽毛,那很可能是為了要保溫。

然而,在我們二〇一〇年的文章中,我們的團隊和溫塞爾的團隊都主張羽毛在演化的早期顯然是為了溝通。然而,我們不能大膽地說這就是它們最初出現的原因——但那時它可能已經具有這樣的作用。

中華龍鳥的條紋尾巴和近鳥龍條紋翅膀和彩色頭冠,除了溝通之外別無其他功能。保溫或飛行並不需要有圖案。況且,這些顏色似乎也不像是用於偽裝的保護色——條紋尾巴有可能擔負這樣的功能,但是今天以條紋來偽裝的動物,好比老虎和斑馬,都是全身長滿條紋,而不僅僅是在尾巴上。

所以,這些訊號是為了傳達給異性的。

現在,我們可以想像雄性恐龍,尤其是小型的獸腳類,就像今日的許多鳥類一樣,會在雌恐龍面前炫耀展示牠們的這一身配備。

有許多鳥類演化出多彩的羽毛來求偶,例如雄孔雀即擁有一身華麗的羽毛圖案。圖/Wikipedia

鳥類之所以有這麼高的多樣性,光是目前已知的物種就將近有一萬一千種,其中一個原因就是性擇,這有助於維持和推動物種的分化,每個物種都有其特殊的羽毛圖案。

倘若剝掉羽毛,大多數樹棲型鳥類的骨架幾乎都相同,但是雄鳥的羽毛讓牠們氣宇軒昂地獨樹一幟,而且因為牠們交配前的舞蹈和展示只會吸引到同種雌性,因此不會雜交。

恐龍有「雌雄二形性」嗎?

意識到許多恐龍可能是經由性擇演化出來的之後,帶來了一個難題:牠們當中有很多都沒有展現出雌雄二形性(sexual dimorphism),即雌雄之間的形式差異。

今天,許多爬行類、鳥類和哺乳類會展現出雌雄兩性的差別——想想身軀光滑的母獅和體形碩大、長有鬃毛的雄獅,或是許多靈長類雄性,體形通常較大,牙齒也較大。

雄獅與母獅的外型相差許多,恐龍是否也有這樣的差異呢?圖/Pixabay

不過,也許鳥類提供了部分答案——儘管雌雄孔雀的外觀相去十萬八千里,但這一切都僅止於羽毛。牠們的骨架非常相似,可能僅有在一些小細節上有所不同。獸腳類恐龍的外觀可能也是如此。

這是近來辯論得最為激烈的一部分,有一派認為恐龍的角和冠是雌雄二形或性訊號的證據,但在另一派人眼中,這些結構則具有不同功能,例如進食、防禦或物種辨識。

凱文.帕迪安(Kevin Padian)和傑克.霍納(Jack Horner)在二〇一一年的一篇論文中為「物種辨識假說」提供了強有力的證據—─他們認為恐龍身上所有「怪異的結構」都是為了讓個體能夠辨識自己物種中的其他成員,也許是因為牠們身處的擁擠環境中,有許多外型相似的恐龍,需要相互保護。

在這樣的模型裡,性擇並不是那麼重要。

羅伯.柯內爾(Rob Knell)和史考特.山普森(Scott Sampson)對此直接予以反駁,他們認為物種辨識可能只是許多恐龍的角、冠和羽毛排列的次要功能,這種結構的演化和維持需要付出高昂的代價,而唯一能夠有效解釋的論據是性擇。

此外,他們指出,怪異結構的形狀和大小在單一物種間的變異很大,因此可能無法當作辨識物種的明確標籤,而是基於其他功能被挑選出來的,諸如配偶競爭,當作是與其他雄性戰鬥的武器,或是向雌性炫耀的裝飾品。

這場爭論還方興未艾,但所有證據都顯示恐龍的社會行為相當複雜,這表示牠們可能並不像過去人們所描述的那樣愚蠢。

——本文摘自《誰讓恐龍有了羽毛? 》,2022 年 7 月,臉譜出版

臉譜出版_96
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臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?
胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)

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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。