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螢火蟲:備受喜愛的夏季小蟲──《大人的昆蟲學》

PanSci_96
・2015/11/18 ・6114字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 485 ・五年級

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滿天飛舞的螢火蟲是夏夜最美的風情畫。source:flickr / Sinchen.Lin

備受喜愛的夏季小蟲

說到夏天的蟲,馬上讓人聯想到蟬、鍬形蟲、獨角仙等。不過,最受歡迎的,非螢火蟲莫屬。

椿象、蜜蜂等,光是存在就足以讓人驚慌失色。讓人願意千里迢迢來欣賞的,也只有螢火蟲了。連旅遊指南也會特地列出賞螢景點,魅力可見一般。

我有一個女性友人,今年夏天特地穿上浴衣,到某間知名飯店的庭園賞螢。她開玩笑地告訴我「其實飯店是用 LED以假亂真呢!」「不會吧?」很樂在其中,仔細想想還真不可思議。因為她這個人完全不喜歡蟲,沒想到卻對發光的蟲有興趣,而且還覺得是 LED很掃興。

黃綠色的尾部散發柔和光芒,在黑暗中看起來,蟲的外觀要素可以完全被抽離。螢火蟲的成蟲壽命很短,唯一的飲食來源是草葉的露水。牠們發光的目的之一是為了求偶,最重要的是,平常難得一見。

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綜合上述幾項特點,螢火蟲也就在大家的心目中,留下「虛幻的小生物,為了發光而燃燒生命」的印象。

若有機會,我當然也想見識美麗的螢火蟲,同時也希望對這種生物有更清楚的認識。二○一三年六月底的某一天,我到足立區生物園〈※1〉參加每年舉辦的賞螢會「賞螢之夜!」。為我導覽的是館內的工作人員福澤卓也先生。

首先他帶我參觀螢火蟲以外的蟲。我去的時候,館內剛好在舉辦「蟲蟲的親子關係展」。其中最有趣的,是屬於亞社會性的日本埋葬蟲〈※2〉。這種蟲在土裡生活,所以會場設置讓蟲無法感應的紅色燈,好方便參觀者觀察。我看到成蟲待在雞肉丸子上,一副毛躁不安的樣子。

福澤先生「這種蟲會把死去動物的肉做成肉丸,在旁邊產卵。等到卵孵化完成,幼蟲出生後,就會讓牠們聚集在肉丸上,以嘴對嘴的方式餵食肉汁。你看成蟲都已經在肉丸上等待,我猜今天應該就會孵化了。」
Mereco「在肉丸子上集合這種說法真是太可愛了,好像會有老師出來帶隊喔。」

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埋葬蟲以腐肉維生,所以很多人會覺得這種蟲很噁心,但是這個特展詳實地介紹了牠們的魅力,我想足以讓觀眾大開眼界。

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部分種類的埋葬蟲採行一夫一妻制,雄蟲、雌蟲甚至會共同撫養後代,。source:flicke / Shipher (士緯) Wu (吳)

寬敞的蝴蝶溫室,讓蝴蝶自由飛舞,很受大人小孩歡迎。這天,工作人員把剛從後院羽化的蝴蝶遞給遊客,請遊客讓蝴蝶從自己的手中飛到溫室。為了避免蝴蝶的翅膀受傷,工作人員會仔細說明該如何接觸翅膀。不論大人還是小朋友,大家經手的時候無不小心翼翼。

在這裡,遊客們可以看到花栗鼠沿著架設鐵絲網的走道盡情奔跑,還有陸龜「霸王硬上弓」式的交尾方式,當然也不可錯過長 2.5公尺×寬 7公尺的大型水草水族箱。對喜歡生物的人而言,這裡就像天國。仔細逛完一圈要一個下午的時間。雖然佔地不是很大,但能明顯感受到館方對於展示方式的用心。

就在我幾乎忘了此行是為了螢火蟲而來的時候,導覽剛好進行到螢火蟲飼育的部分,負責導覽的是倉岡宗士先生。日本的螢火蟲以亞熱帶地區為主,種類約有五十種;館內飼育的種類有源氏螢、平家螢和大島窗螢。日本人印象中的螢火蟲,不是源氏螢就是平家螢。

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螢火蟲-4

原本我對螢火蟲只有這樣的認知:「身體細長的黑色小蟲,會在水邊發光」,所以我想藉由這個機會區分清楚〈※3〉。

首先來看飼養在室內的平家螢。飼養方式是把水苔放入張網的盒子,讓成蟲在上面產卵。箱子下面要設置水循環設備,保持一定的濕度。大約經過一個月,孵化完成的幼蟲就會自然掉進下面的水中。

倉岡先生「螢火蟲的幼蟲期大約是十個月。」
Mereco「我本來對螢火蟲的印象是很虛幻,沒想到還挺長壽的呢。」

把水箱裡的活性碳石〈※4〉翻面,裡面附著許多鎧甲般的幼蟲。成蟲也就罷了,如果有人連幼蟲也覺得好可愛,我只能說他對蟲類的愛實在非同小可。接近蛹化的幼蟲,會被移到沒有照明的房間單獨照料。為了模擬岸邊的景觀,水族箱裡的土堆呈現傾斜。幼蟲靠著水苔上岸後,再收集泥土製作土繭。長到成蟲就會羽化。

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飼養源氏螢則使用另一種方式。館方把冰冷的井水引到後院,以人工水路飼養。因為井水的水溫一整年都很穩定,很適合用於飼養。

Mereco「螢火蟲吃什麼呢?」
福澤先生「成蟲只喝水,幼蟲吃螺。平家螢比較好養,可以餵食田螺、響螺等,源氏螢就挑食了。因為牠們只吃川蜷。川蜷本來就是容易腐爛的螺類,天氣炎熱就會腐爛,發出非常難聞的惡臭。糟糕的是,源氏螢的幼蟲吃了這些腐爛的川蜷,也會跟著變臭。」
倉岡先生「牠們發出臭味也是為了保護自己呢。」

工作人員抓起一隻幼蟲,刺激牠再讓我聞聞看;可惜的是我聞不出異味,只覺得牠很淡定,有「泰山崩於前而面不改色」的膽識。

福澤先生「幼蟲發出的臭味,每個人的形容方式都不一樣。」
倉岡先生「我覺得聞起來像墨汁。」
福澤先生「我覺得聞起來像游泳圈,就是游泳圈打氣時聞到的味道。」
Mereco「充滿夏天的味道不是很好嗎!讓我對牠更有好感了耶!」

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螢火蟲-1
大島窗螢的幼蟲。體型龐大,體色呈現淡淡的桃色。外表和異型沒兩樣。這種螢火蟲的幼蟲是陸生的,以鍋牛等為食。據說夜間走在西表島等地,會看到牠們在林間的地表微微發光(不僅限於大島窗螢,有些螢火蟲在幼蟲時代也會發光)。源式螢和平家螢是日本最常見的兩大螢火蟲,幼蟲皆是水生,所以許多日本人決的幼蟲為陸生很稀奇,但是在全世界兩千多種螢火蟲中,水生僅有數種,所以水生反而比較稀奇。

螢火蟲的成蟲常常讓人聯想到夢幻的妖精,沒想到幼蟲不但又醜又臭,還食用腐肉,感覺和怪獸沒兩樣,只能說「蟲大十八變」啊。不過看牠們隨時把握當下,對生命全力以赴的樣子,我也沒什麼資格對牠們說三道四。

我最後看的是大島窗螢。牠們棲息在八重山地區。工作人員讓我看了幼蟲,我忍不住驚叫「這是什麼東西!」福澤先生卻一臉滿足的回答「我倒是覺得這種幼蟲長得帥呆了。」

初夏的乘涼「賞螢之夜!」

「賞螢之夜!」的夜間特別開放窗口,遊客大排長龍。穿著和式涼衫的小朋友在室內跑來跑去,一派乘涼的悠閒氣氛。入館後,大家依序走進螢火蟲展示間「光之盛宴房」。入口垂下深色幕簾,燈光關掉,只剩貼在把手上的細膠帶反射紅光。就像有些寺廟的「胎內巡禮」體驗一樣,一定要扶著把手才能前進。

展示間的正中央放了兩個四方形的「賞螢箱」,長約兩公尺。裡面有黃綠色的光芒動來動去。是源氏螢群飛亂舞。白天看螢火蟲飛,飛行技術差到讓人差點大笑,沒想到那種笨拙的飛法在黑暗中,反而讓人對牠們的光影印象更深。

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在房間對面一隅,能看到閃閃發亮的平家螢。牠們的體型比源氏螢小一點,感覺光芒也略為低調,閃閃爍爍。

正如螢火蟲被視為亡者的靈魂,牠們的光芒充滿非現實的色彩,似乎不存在於這世界上。黑暗之中,還有遊客出聲詢問「這是真的螢火蟲嗎?」讓工作人員哭笑不得。

其實,有人懷疑也不足為奇。螢火蟲的光被稱為「冷光」〈※5〉,和電燈不一樣,發光時幾乎不會發熱,成蟲不必進食,只飲用草葉的露水,但為何能有這樣的本領呢?這種發光的效率很高,目前也已經有人進行研究,希望能應用在人類的生活。只是尚未釐清的謎團還很多。

如果參加預約制的飼育導覽,可以走到源氏螢居住的水路,欣賞牠們在大自然環境下飛行的模樣。讓我印象深刻的是,有一位帶著孫子來賞螢的老奶奶,反應比小朋友還熱烈,說了好幾次「我小時候家裡附近也很多呢~」

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螢火蟲-2
平家螢。攝於日本福島縣只見町的水田附近。

暴衝的螢火蟲之愛

螢火蟲幾乎不帶昆蟲的色彩,飽受大家的喜愛,只是牠們的數量不斷減少,包含牠們所棲息的環境,都已被視為自然保護和聚落保護的象徵。不過,從自然保護的觀點而言,有些在日本各地舉辦的活動,讓人忍不住打個問號。

有些人在螢火蟲大量減少的河川,引進其他產地的螢火蟲。大家只要看前頁的比較表就知道,源氏螢在東日本與西日本的發光方式不一樣。如果把發光的方式擬人化,閃爍間隔較短的西日本螢火蟲,看起來就像滿口關西腔的愛情騙子,讓人忍不住想用鴨跖草做成超細的針,往牠身上猛刺「別想用這種甜言蜜語騙我!」

總之,每個產地的螢火蟲,發光方式都會出現些微差異。以人力介入,讓不同種不同語言的螢火蟲混入當地,會造成天下大亂,連雄蟲和雌蟲的交尾都會產生錯亂,最後讓兩種螢火蟲一起遭殃。即使不至於嚴重到整個地區滅絕,但很多生物學者都認為,人為的遷移,會提高基因污染的風險。

有人認為「把當地捕獲的個體群養大再送回去就沒問題」,但有研究指出,以飼育的方式長大的個體,會壓迫本土種的生存空間,長期下來,兩種都會走向滅絕。當作飼料跟著流放的川蜷,也會面臨同樣的問題。

有些地區以「螢火蟲的故鄉」為口號,寄望能帶動地區發展。但是,為了興建螢火蟲養殖場和開闢水路,反而讓原本居住當地的生物失去棲身之所,再加上觀光客蜂擁而至,螢火蟲的數量不增反減,於是貿然引進其他地區的螢火蟲……大家一起飼養螢火蟲,等到牠們長大後再放生,當地的媒體等單位視為美談而大肆報導。不難想像,這個活動不但能讓人樂在其中,而且被塑造的很有意義。「只要能賞螢火蟲,就算對環境造成負面影響也沒關係」這種想法固然不可取,但是既然提出了人與自然的「共生」、「里山(人類居住靠近自然的地方)」、「生物多樣性」等關鍵字,我們仍須不斷自我反省,究竟從生物學的角度來看,什麼樣的作法才正確。

二○一二年,有位自稱螢火蟲專家的人主張,螢火蟲相當於「自然界的蓋格計數器(用於測量放射性)」,意即只要螢火蟲每小時曝射的放射線超過 0.5微西弗,螢火蟲就不會發光。因此他推動螢火蟲復育計畫,打算把其他產地的螢火蟲引進福島,在當時引起軒然大波。這位專家提出的主張大多屬於「偽科學」〈※6〉,例如利用奈米純銀可以去除污染。雖然他提出螢火蟲的發光度在放射線下出現差異的照片做為根據,卻被人指出拍攝條件明顯不同、經過加工等造假嫌疑,總之,爭議處很多。

即使是破綻百出的主張,但只要是自己想聽的內容,多數人還是願意相信。上述的案例就是其中一例。而且,相信自己是在做好事的人,很難容得下外界對活動的批評與指責。令人難過的是,正因螢火蟲備受大家喜愛,反而更容易淪為錯誤行為中首當其衝的受害者。

在這樣的風潮之下,仍然堅持以正確方式進行保育的人士,便顯得彌足珍貴,讓人敬佩。目前我自己也只能採取消極的作法,自我約束,不要去野外的「熱門賞螢景點」。

為什麼會發光?

雖然主題是發光的蟲,但是內容卻變得灰暗。
我有一項特質,就是容易把事情往最壞的方向想。難得有機會一睹螢火蟲的風采,我卻開始胡思亂想「為了這場夏季特有的景觀,得付出多麼昂貴的成本」、「不曉得十年後,我還能不能看到牠們發光啊……」,想著想著,「十年後,我會在哪裡做什麼……」,和螢火蟲根本扯不上關係的不安也浮現心頭。總之,我根本不可能靜下心,單純欣賞這股神祕之光。在我眼中,牠們的微光,等同於摩斯密碼,似乎傳遞著某種求救信號。不過追根究柢,螢火蟲為什麼會發光呢?

前面提過,螢火蟲的成蟲發光是為了吸引異性。以我們人類的世界而言,有位歌手曾唱過一首歌,歌詞描述「讓煞車燈閃五下,代表我.愛.你」,我猜這位歌手上輩子可能是螢火蟲。

不過,幼蟲發光可就沒那麼浪漫。一般的說法是,牠們發光所要表達的訊息是「我.不.好.吃.喔」。不論螢火蟲的成蟲還是幼蟲,只要遇到危險,都會分泌出有臭味的黏液,能夠面不改色吞下肚的捕食者很少。所以也有蟲類有樣學像,擬態為螢火蟲,可惜沒辦法模仿到也會發光。

北美的 Photuria屬的螢火蟲成員,會模仿他種雌螢火蟲的發光方式,而且學得維妙維肖。等到他種雄螢火蟲受到吸引前來,這種雌螢火蟲就會一撲而上,捕食雄螢火蟲,上演仙人跳戲碼。如果這種肉食性螢火蟲在日本更普遍,很難說會不會對螢火蟲的高人氣出現負面影響。

另外,在澳洲與紐西蘭,有一種雖然不是螢火蟲,但同樣也會發出美麗光芒的蟲,而且生態相當有趣。東京的多摩動物公園,是全日本唯一看得到這種蟲的地方。牠的名字叫做螢火蚋〈※7〉。

螢火蟲-3
多摩動物公園的螢火蚋。為了便於觀這些帶有黏液的細絲從旁邊打上藍光。看似美麗的珠簾,對居於洞窟的小蟲而言,是萬劫不復的死亡陷阱。

觀賞螢火蚋的設施模仿成洞窟的樣子,裡面一片漆黑,伸手不見五指。抬頭往天花板一看,只見無數的藍色光芒閃閃爍爍,感覺就像置身於銀河。

可惜浪漫的星空美景一下子就結束了。等我走出黑暗,仔細閱讀導覽牌的說明,我也完全扭轉了剛才對螢火蚋的印象。螢火蚋其實是一種真菌類的蚊蚋幼蟲,又稱為南光蟲。牠們從洞窟的頂端垂下幾條有黏性的細絲;黏液上的顆粒,很像昭和時代的連續劇中,常常出現在廚房和客廳之間的珠簾。牠們的屁股前端會發出藍白色的光芒。

蒼蠅或搖蚊等小蟲被藍光吸引前來,就會被黏住,不得動彈。這時,螢火蚋則慢慢的捲起珠簾,步步逼進,最後捕食獵物。

美得不像真實的螢光固然值得欣賞,但我覺得由這種不起眼小蟲所製造的美麗陷阱也很有趣。被大家追捧過頭,導致在部分地區異常出現的螢火蟲,是不是也該學學螢火蚋,考慮改變形象呢?牠們在幼蟲階段就頗為強悍,所以不必擔心沒有潛力。如果有必要,儘管向人類反擊吧!

沒錯,牠們可以在東京表參道或六本木變成一片燈海的時候,混入人群,把人類通通吃光。東京的人潮被牠們一掃而空,燈會變得更環保,更符合慢活。城市也會再度恢復原有的榮光……處身在連人都熱到快活不下去的環境中,光是想像這樣的光景,多少能發揮一點點消暑的作用呢。

註釋:

  • ※1 足立區生物園的動物很多,有小袋鼠、松鼠等哺乳類、兩棲類、魚類等。不過,這棟設施起初的主要目的是飼養螢火蟲。經過改裝,在二○一四年四月一日重新開館。足立區生物園HP(www.seibutuen.jp
  • ※2 有關埋葬蟲飼育幼蟲的情況,可參考館野先鴻先生的繪本《埋葬蟲》(偕成社出版P300),當中以細膩筆觸,詳實描繪雄蟲和雌蟲如何共同培育下一代,以及四星埋葬蟲的一生。
  • ※4 材質為活性碳的成型物,背面的凹陷處很適合讓幼蟲居住,聽說很暢銷。
  • ※5 雖然有一首有提到螢火蟲的都都逸(以七七七五格律組成的俗曲)「愛情的煎熬讓我心焦慮,和蟬鳴相比,默不作聲的螢火蟲更讓我心焦難耐」。不過,螢火蟲可沒有為情所苦喔!
  • ※6 英文 Pseudoscience,雖然有提出科學根據,但實際上並非如此的就是為偽科學。
  • ※7 事實上,包含螢科成員在內, 只要是會發光的蟲類的幼蟲,一律通稱為 Glowworm。

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本文摘自泛科學2015年11月選書《大人的昆蟲學》,世茂出版。

 

 

 

 

PanSci Talk-變態

本書搭配精彩講座活動《變態》,邀請到台灣蝴蝶保育學會的資深講師呂晟智和國立中山大學生物科學系顏聖紘副教授,要和大家分享這些「變態」的小東西的迷人之處。

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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露兜樹象鼻蟲的身世之考察——分類學家偵探事件簿(四)
蕭昀_96
・2023/12/25 ・3950字 ・閱讀時間約 8 分鐘

一般大眾或甚至其他領域生物學家們,對於基礎生物分類學家的刻板印象,無非是常常在顯微鏡下進行形態解剖比較來鑑定物種、描述並發表新物種,或者常常東跑西跑去採集標本,頂多是抽取遺傳物質進行 DNA 分析。然而一位稱職的分類學家,為了搞清楚物種學名的分類地位,將整個命名系統修訂成一個穩定並適合大家使用的狀態,往往需要做大量的歷史文獻,造訪各大博物館並進行模式標本考察,其中的繁瑣和複雜程度,往往令人出乎意料。

再讓我們複習一次模式標本是什麼和其重要性?

如果有閱覽過這系列的文章便會很清楚的知道,模式標本是物種發表時的實體存證,是學者對分類地位有疑慮時,用以判別的客觀證據。每個物種都有其模式標本,而每個屬也有其模式物種,是判定該屬別的決定性物種,模式種和模式標本是進行物種與屬別層級的基礎分類研究時,不可或缺的重要資訊。

這個故事的主角是一類來自南亞和東南亞的露兜樹象鼻蟲,本文將講述其模式標本和背後歷史脈絡的考察,以及我們對於分類處理過程的案例分享。

分布於南亞、東南亞的露兜樹象鼻蟲和研究緣起

露兜樹科(Pandanus)為分布於東半球的亞熱帶及熱帶地區的灌木或喬木植物,其中林投(Pandanus tectorius)具有抗風、耐鹽的特性,是常見的海岸防風定砂植物,而俗稱斑蘭葉(pandan)的七葉蘭(Pandanus amaryllifolius),則是東南亞常見的料理與糕點製作材料,而南亞和東南亞的露兜樹上棲息著一群黑色扁平的小型象鼻蟲——露兜樹象鼻蟲(Lyterius)。

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露兜樹是東半球的亞熱帶及熱帶地區的灌木或喬木植物。(攝/B.navez from Wikipedia)
小小扁扁的露兜樹象鼻蟲(Lyterius)是與露兜樹有伴生關係的特別物種。(圖/論文原文)

而故事的緣起可追溯到 2022 年,當時筆者正在澳洲進行博士論文題目「澳洲蘇鐵授粉象鼻蟲的多樣性與演化」的研究,我們意外地發現澳洲的蘇鐵授粉象鼻蟲與東南亞產的露兜樹象鼻蟲親緣關係接近,因此我們便想進一步探究本類群的分類。在我們初步搜索模式標本時,我們驚奇地發現德國象鼻蟲學者延斯・普雷納博士 Dr. Jens Prena 似乎曾經有研究過這類象鼻蟲,出於好奇,我們聯繫了普雷納博士,進而開啟了本類群錯綜複雜的分類歷史考察之旅。

露兜樹象鼻蟲分類研究的現存問題

首先露兜樹象鼻蟲的分類問題分成兩個面向,一個是屬別層級的,而另一個是物種層級的。屬別層級的問題比較簡單,我們發現露兜樹象鼻蟲屬有三個相關的屬別,分別為 Lyterius Schönherr, 1844、Barisoma Motschulsky, 1863 和 Plaxes Pascoe, 1885,根據牠們形態的相似性和地理分布的重疊,我們認為牠們應該被合併成單一屬別,也就是說只要我們確認三個屬別的模式種都是屬於同一個屬別後,那自然我們就能依照優先權原則,把 1863 年發表的 Barisoma 和 1885 年發表的 Plaxes 處理為最早發表的 Lyterius 的同物異名。

但是!分類學研究最困難的就是這個但是!

我們雖然追蹤到 Barisoma Plaxes 的模式種和其模式標本,但是 Lyterius 的模式種問題,卻將這個研究的難度拉向了另一個層面——也就是物種層級的問題。

模式標本來源和流向超級複雜的 Lyterius

Lyterius 這個屬別是由瑞典昆蟲學家卡爾・約翰・舍恩赫爾(Carl Johan Schönherr)於 1844 年所提出,並以 Rhynchaenus musculus Fabricius, 1802,這個 1802 年由丹麥昆蟲學家約翰・克里斯蒂安・法布里丘斯(Johan Christian Fabricius )所發表的種類作為模式物種。他的合作對象瑞典昆蟲學家卡爾・亨利克・博赫曼(Carl Henrik Boheman)也在同一本書中使用了 Lyterius musculus (Fabricius, 1802) 這個學名組合,同時他將德國昆蟲學家弗里德里希・韋伯(Friedrich Weber)在 1802 年所描述的 Curculio abdominalis Weber, 1801 也拉進這個屬別,學名組合變成 Lyterius abdominalis (Weber, 1801) ,並且描述一個菲律賓的新物種 Lyterius instabilis Boheman in Schönherr, 1844 。這其中最為複雜難解的,便是 Lyterius musculus (Fabricius, 1802) 和 Lyterius abdominalis (Weber, 1801) 之間的關係了,因為這兩個物種的模式標本來源,都源自於達戈貝爾特・達爾多夫 Dagobert Karl von Daldorff 這位在俄羅斯出生,擁有德裔血統的丹麥博物學家,在 18 世紀末葉任職丹麥東印度公司時,於 1795 年在蘇門答臘的一次採集。

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除了我們常常聽到的荷蘭、英國東印度公司,丹麥也曾經創立了東印度公司。(攝/Wikipedia)

根據我們對於 19 世紀初期的歐洲甲蟲分類歷史文獻的爬梳,達爾多夫在蘇門答臘的標本被帶回歐洲後,應該至少被他贈與或交換給五位學者或機構,而這五位學者就包含剛剛提到的德國昆蟲學家弗里德里希・韋伯(Friedrich Weber),以及丹麥昆蟲學家約翰・克里斯蒂安・法布里丘斯(Johan Christian Fabricius),這兩位顯然同時對這批標本進行分類學研究。

令人存疑的 Lyterius abdominalisLyterius musculus

因此第一個疑點就是,韋伯和法布里丘斯分別在 1801 年和 1802 年用達爾多夫所採集的同一批蘇門答臘象鼻蟲標本,發表了後來在 1844 年被博赫曼放在同一個屬別的物種 Lyterius abdominalisLyterius musculus,這讓人很難不懷疑,這兩個名字會不會根本就是同一個物種,這在當年資訊不流通、分類研究還很粗淺的年代,是非常容易發生的事情。

而支持這樣想法的關鍵則有二,首先德國昆蟲學家約翰・卡爾・威廉・伊利格(Johann Karl Wilhelm Illiger)其實在 1805 年的著作中,就已經提出這兩個物種是同一個物種的論點了,然而這項分類處理卻被博赫曼在 1844 年的著作中,不明地忽略了。雖然博赫曼不小心遺漏了伊利格的分類處理,他卻也在看過兩種的模式標本後,在他那 1844 年的著作中,提出了兩個物種只不過是同一個物種的雄蟲和雌蟲的猜想,然而因為他手邊就只有兩隻標本,一隻是雄的 Lyterius abdominalis ,一隻是雌的 Lyterius musculus ,因此他無法下這個決定情有可原,而我們如今已經知道露兜樹象鼻蟲有很明顯的雌雄二形性,雄蟲的口喙比較短,且足部的前腳腿節有明顯的突起,博赫曼的猜想不證自明。

總而言之,從上述的歷史文獻爬梳,我們可以從

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  1. 韋伯和法布里丘斯研究的都是同一批蘇門答臘採集的標本
  2. 同時代的伊利格和後來的博赫曼都直接或間接的認為 Lyterius abdominalisLyterius musculus 是同一個物種

來推斷,這兩個種類很有可能是同一個種類!

瑞典昆蟲學家卡爾・亨利克・博赫曼。(攝/Wikipedia)

找不到模式標本啊!

在爬梳大量文獻後,我們同時也造訪歐陸各大標本蒐藏去尋找這些物種的模式標本下落。我們很幸運的在德國基爾的動物學博物館找到兩隻 Lyterius musculus 的總/群模式標本。然而,在尋找 Lyterius abdominalis 模式標本的過程中卻碰了壁,不管是文獻還是實際探訪,幾乎都找不到韋伯收藏的下落,韋伯所發表的模式標本有極大的可能已經遺失了,那要怎麼辦呢?

分類學家的決策

雖然沒辦法找到 Lyterius abdominalis 的模式標本,然而我們從以上的間接證據,可以合理相信 Lyterius abdominalisLyterius musculus 就是同一個物種。為了最適當的處理分類議題,穩定整個分類命名系統。我們使用了一個技術性的分類學處理,首先我們指定了 Lyterius musculus 的選模式標本,並且我們將「這一個」標本,再次的指定為 Lyterius abdominalis 的新模式標本,這個時候,這兩個學名便產生了動物命名法規上所謂的「客觀同物異名(objective synonym)」關係,相較於分類學家自行主觀認定的同物異名(主觀同物異名 subjective synonym ),客觀同物異名指的是用同一個標本發表不同學名的狀況,這樣這兩個名字無庸置疑的是同物異名關係,只有最早被發表的名字有優先權,因此我們的 Lyterius abdominalis (Weber, 1801) 獲得了優先被使用的地位,也成為露兜樹象鼻蟲屬的模式種。經由這一波操作,我們確立了 Lyterius 的模式和包含的物種,也因此我們終於能進一步處理剛剛提到的 BarisomaPlaxes 的同物異名,最後我們可以大聲的說:露兜樹象鼻蟲屬的學名是 Lyterius Schönherr, 1844 !

番外篇的 Plaxes 模式標本調查

另外一方面,我們在調查 Plaxes 的模式標本時,也發現到其模式種 Plaxes impar Pascoe, 1885 的總/群模式標本散落在英國倫敦自然史博物館、德國柏林自然史博物館、德國德勒斯登森肯堡博物館、義大利熱拿亞自然史博物館、澳洲國立昆蟲館,幾乎涵蓋了半個地球。這些標本可以分為來自婆羅洲砂拉越和蘇門答臘的標本,採自砂拉越的標本無疑是一個獨立的物種,我們也指定砂拉越的總/群模式標本為本種選模式標本。而來自蘇門答臘的標本,無獨有偶地都和 Lyterius abdominalis 是同一個物種,顯然這個物種在蘇門答臘當地是個常見的物種,這又再次加強我們上面提到的,達爾多夫所採集的同一批蘇門答臘象鼻蟲標本應該就只有一種露兜樹象鼻蟲的推測。

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這個研究重新梳理了露兜樹象鼻蟲的分類歷史並考察了歷史文獻和模式標本,最終作出了適宜的分類學處理,為亞洲地區的象鼻蟲研究推進了一步。

  • 本論文日前已經線上刊載於《動物分類群 Zootaxa 》
  • 此文響應 PanSci 「自己的研究自己分享」,以增進眾人對基礎科學研究的了解。

參考資料

  • Prena, J., Hsiao, Y., Oberprieler, R.G. (2023) New combinations and synonymies in the weevil genus Lyterius Schönherr (Coleoptera, Curculionidae), with a conspectus of historical works on Daldorff’s Sumatran beetles. Zootaxa 5380(1): 26-36. https://doi.org/10.11646/zootaxa.5380.1.2
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蕭昀_96
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現任國立中興大學昆蟲學系助理教授,澳洲國立大學生物學研究院博士,在澳洲聯邦科學與工業研究組織國立昆蟲標本館完成博士研究,曾任國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所博士後研究員、科博館昆蟲學組蒐藏助理。研究興趣為鞘翅目(甲蟲)系統分類學和古昆蟲學,博士研究主題聚焦在澳洲蘇鐵授粉象鼻蟲的系統分類及演化生物學,其餘研究題目包括菊虎科(Cantharidae)、長扁朽木蟲科(Synchroidae)、擬步總科(Tenebrionoidea)等,不時發現命名新物種,研究論文發表散見於國內外學術期刊 。