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蠶:唯一家畜化的昆蟲──《大人的昆蟲學》

PanSci_96
・2015/11/20 ・6614字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

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蠶-1
山形縣的養蠶農家大浦先生,在家中以桑葉餵食蠶寶寶,一天餵食三次,份量多到得用一台小卡車來裝,但不消多久時間,就被啃到只剩下樹枝了。96的老爺爺和71歲的兒子夫棄,雖然繼續養蠶,但周圍的農家早就不種桑樹而改種果樹。即使養蠶的獲利已不敷成本,但出於老爺爺的希望還是繼續維持。

被社畜化的人類 V.S. 家畜化的昆蟲

即使考慮到過去年代,遭受蟲害和獸類威脅遠超過今天,但我那已經過世的祖母,她對一般生物的厭惡可說到了極致。不管走到哪,她的蒼蠅拍永不離身,只要是出現在她視線範圍的小蟲,沒有「趕盡殺絕」絕不善罷甘休,連闖進院子裡的貓,她也不假辭色,唯獨對蠶寶寶另眼相看。

生絲是絲絹的原料,作法是把蠶蛾的幼蟲為了化蛹而結的繭經過水煮,再抽出極細的絲線捻合而成。由這種昆蟲生產的絲線價值之高,想必不需要我再贅述。

「蠶寶寶摸起來很光滑,好可愛」。當時我還小,但聽到祖母對我這麼說,心裡也覺得「蠶寶寶真是厲害,連這個老太太都講牠好話」。基於高度的商業價值而衍生出牠們與人類的生活〈※1〉,讓最討厭蟲子的女人也不得不對牠們改觀。

這種遺風延續至今。翻開歷史的教科書,與絲有關的有絲路、富國強兵政策、富岡製絲廠等等雖然離我們不遠,但在生活中卻愈來愈無法察覺到製絲業的存在。打開衣櫥拿出衣服一瞧,成分標籤清一色標示著嫘縈、聚酯纖維等化學纖維的名稱。

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因為被人類利用的歲月過於漫長,導致蠶喪失在野外生存的能力,成為唯一家畜化的昆蟲。體色白中泛青的牠們,肢體的力氣變得很弱,無法攀爬在樹枝上,抵擋風雨的侵襲。如果每天沒有人把食物放到牠們嘴邊,用桑葉直接蓋住牠們,牠們無法自行覓食,只能活活餓死。

蠶與人類的關係變得愈來愈疏遠,在這股趨勢之下,我們是否有機會與牠們發展出全新的關係?我身為社畜化的人類的一份子,決定與被馴化的昆蟲展開同居生活。

浮世繪
在喜多川歌摩的浮世繪作品當中,也可以看到日本江戶時代婦女養蠶的模樣。

一波三折的同居生活

現在已經到了連爵位都可以上網購買的時代,何況是區區的蠶寶寶。西陣織的商家「暾野屋」,每年都會透過網路銷售蠶寶寶飼育套組〈※2〉。我在下單之前,先打電話諮詢孵化和繭化的時間表,而對方的回應也相當周到,對我有問必答。

暾野屋「如果想取絲最好趁現在……」
Mereco「我不打算取絲耶,我要一直養到成蟲。」
暾野屋「這樣啊?請問您飼養的目的是?」
Mereco「我只是想觀察牠們而已。」
暾野屋「這樣嗎?呃……」

難道我說了什麼不該說的話,讓這間在京西陣傳承十四代的老舖,深感自尊心受損嗎。還是對方覺得我這種行為是玩物喪志……我不由得緊張了起來,沒想到接下來聽到的內容卻讓我出乎意料。

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暾野屋「那個啊……很可愛唷!」
Mereco「啊?是嗎,果然很可愛嗎!!」

從意想不到之處感受到暾野屋對蠶寶寶的深厚感情,讓我更期待「與蠶同居」的新生活。

「天啊!!已經都孵出來了!」

我原本計畫好的旅行因為航班取消,延遲半個星期才出發。兵荒馬亂之間,我也忘記通知暾野屋。一直等到我回國,我才收到兩天前已經到貨又被退回,後來又請對方再送一次的養蠶套組。我小心翼翼地打開箱子,卻被嚇得往後退一大步。

厚紙板上有二十五隻黑色的蟻蠶,也就是二十五隻幼蟲搖搖晃晃的弓起身體。但是,牠們之所以會弓起身體,並不是出於恐懼,而是因為飢餓。牠們搖頭晃腦是因為渴求桑葉。當時正值七月盛夏,一起寄來的桑葉已經發黑腐爛。不行,這種東西怎麼能用來餵食嬌弱的蠶寶寶呢……。

我得想想辦法才行。顧不得夜已深,我拿著園藝用剪刀往家裡附近的河岸狂奔,從桑樹上儘量挑選柔軟的嫩葉剪下來。話說回來,這棵樹到底是不是桑樹,老實說我也不是很有把握。因為不敢確定,我還想過要不要加點飼育組附帶的桑葉一起餵算了……。

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忐忑不安地過了一個晚上,當我看到被切成一公分小塊的葉子上,出現細筋般的咬痕後,真的鬆了一大口氣。我以後一定會好好照顧你們的!

800px-Bombyx_mori_Caterpillar_02
剛出生不久的蠶寶寶顏色和體型和螞蟻類似,因此又被稱作蟻蠶。source:wikipedia

養蠶的飼主也被蠶養

即使有像我這種粗心大意的飼主,被害得小命差點不保,牠們還是順利地不斷成長。在脫皮之前,蠶兒進入「眠」的狀態,有一至兩天的時間不吃不動,抬著頭保持直立。直到結束第二次脫皮進入三齡,體色又變成黑色。

自從我開始養蠶,每天都得早起切桑葉,還有清理牠們的糞便和吃剩的桑葉……被迫過著作息規律的生活。我小時候養的蠶通通都被我餓死,但是長大成了上班族,別的本領沒有,做得最得心應手的就是一成不變的庶務工作。看樣子,社畜和家畜的組合還挺合拍呢。

同時間一起養的鳳蝶幼蟲,不論我多麼用心照顧,牠們只會恩將仇報,每次看到我,都揮舞著臭角,用這個會散發惡臭的角狀器官恐嚇我。蠶寶寶就不一樣了,只要用桑葉蓋住牠們,牠們就很開心,很好伺候。牠們不像野生的鳳蝶,因為與人為伍,對蠶而言就是自然的環境。即使我忘了闔上瓦楞紙箱的箱蓋,也不必擔心牠們會逃走。直到結繭之前,橫跨在同伴身上,已經是牠們移動能力的極限。

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有時即使忙於加班,我還是會很介意「蠶寶寶要吃的桑葉好像快乾掉了……」,所以我會把園藝用剪刀塞進上班背的包包,方便有機會就補貨。只是每次一見到巡邏警員,我都有點做賊心虛,生怕自己舉動可疑。另外,在擁擠的電車裡,我也曾因為臂膀和穿著短袖的大嬸互碰,導致瞬間想到家裡的蠶寶寶而渾身打顫。蠶寶寶的身軀缺乏油脂滋潤,和蒼白冰涼、又帶點皺紋的歐巴桑皮膚簡直一模一樣。

觀看蠶寶寶吃桑葉的樣子,不論吃多久,牠們永遠保持單一的動作。牠們會先以呈合掌形的短短胸腳牢牢固定桑葉,接下來專心啃食。看起來很像小小孩埋頭猛吃紅豆麵包或御飯糰。牠們的頭部像量角器一樣慢慢劃出圓弧,以畫圓的方式啃掉柔軟的葉片。雖然說已經喪失野生的本能,進食的畫面還是充滿生命力。

藍色體液從薄薄的肌膚下隱約可見。牠們前進的模樣,讓我聯想起在高速公路上呼嘯而過,把路燈遠遠甩在身後的情景,充滿一股難以言喻的時尚感〈※3〉。我曾經花了將近一個小時,錄下牠們脫皮的過程。每脫一次皮,就增添了幾分氣質優雅的白。

到了終齡幼蟲的階段,下一步就是羽化。蠶一生大約可以吃下25克左右的桑葉,截至目前為止,牠們的進食量〈※4〉已經累積到一生中的八成,也就是20克左右。只靠當初發現的桑樹,已經無法供給足夠的桑葉。我帶著園藝用剪刀,早晚各一次去河邊替牠們覓食。不論是晨光中,邁著輕快腳步晨跑的跑者,或者夜晚在路上發酒瘋的醉漢,看到我這個可疑人物都會自動讓路,側身讓我通過。

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蠶寶寶的食量實在過於旺盛,害我每次經過加裝完善的保全系統的豪宅,望著枝條從院子伸出來的桑樹,忍不住都會產生幻覺。隨著警鈴聲大作,杜賓犬衝出來對我狂吠,淚眼汪汪的我不斷辯解「你誤會了……我也是不得已,因為我家的蠶就快沒東西吃了……」手腕被手銬銬住時,感到一股冰冷的觸感……。我敢說,如果蠶的終齡不是五或六齡,而是十齡,我應該已經淪為通緝犯了。

哲學家尼采曾寫過這麼一段話。

「與怪物戰鬥的人,應當小心自己不要成為怪物。當你遠遠凝視深淵時,深淵也在凝視你。」

當我的精神和生活都變得以蠶為重心,真的已經不知道是我在養蠶,還是我被蠶養。

蠶-2
蠶的終齡幼蟲。養蠶雖然可以獲得豐厚的利潤,但也很容易受到氣候、疾病、生絲價格下滑等因素影響,所以各地都有養蠶神的信仰。其中有名的是流傳於日本岩手縣遠野市的人馬一體之神「御白樣」。遠野的傳承園也設有「御蠶神堂」,在御白樣身上覆蓋上各種顏色的布,供人們祈願。

蠶寶寶與食用昆蟲的歷史

我和蠶寶寶還處於蜜月期,沒想到卻已經有人對牠們虎視眈眈。這個人就是昆蟲料理研究會的代表,也是號稱食蟲之王的男人─內山昭一先生。

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前一章提到的「吃蟬會」,就曾利用蠶寶寶的糞便,製作「蠶沙茶」。把蠶寶寶的糞便煮成茶,喝起來有一股桑葉的香氣,非常美味。不過,難道不能直接把桑葉做成茶,而不經過蠶寶寶嗎?我心存疑問,但是一時之間沒有想太多,所以就向內山先生透露「我家現在有養蠶」。

內山先生「真的嗎!蠶可是人間美味呢。把絲抽出來之後,蠶蛹是可以吃的。」
Mereco「呃……我是純觀賞啦,所以打算讓牠們長到成蟲。真可惜啊……」
內山先生「沒關係,成蟲也可以吃啊。放進平底鍋炒,還會有鱗粉掉下來,味道更香呢。真的超好吃的。」  Mereco「啊?」

之後,每次我和內山先生通電子郵件,他一定會附帶一句「P.S. 你家的蠶寶寶好嗎」,一副充滿試探的語氣。每次看到這句話,我的腦中都會出現這樣的畫面:我死命抱著家裡的蠶寶寶,對他大叫「你不要打我家蠶寶寶的主意啦!」

下列的敘述是我節錄內山先生的郵件內容。有興趣的讀者,不妨試試看喔!

蠶卵就像有「陸地魚子醬」之稱的地膚子(植物的果實之一,外型和口感都很像魚子醬)一樣充滿彈性,口感極為彈牙。請務必收集蠶卵,嘗嘗這道美味。可以用橄欖油醃漬,加點鹽調味。如果再撒點胡椒就更棒了。當作抹醬,抹在法國麵包片上吃,感覺更像魚子醬。

只要沒有毒,內山先生大概是來「蟲」不拒,什麼都敢吃。不過,吃蠶不是什麼新鮮事,且在昆蟲料理中擁有悠久的歷史。以蠶入菜,算是養蠶業的副產品,同時也是珍貴的蛋白質來源。在日本信州等盛行養蠶的地方,就有吃蠶的習慣。蠶蛹有一股特殊的絲味,所以通常都是和蔥花等佐料一起用醬油燉煮。

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這幾年,據說蠶寶寶也可望開發為太空食品〈※5〉。難道時代已經進步到我們可以坐在太空船裡,邊吃著用蠶寶寶製作的餅乾,眺望著窗外的藍色地球,遙想著蠶寶寶嗎?

夏季的結束與蠶之光

等到幼蟲的肌膚微微泛黃,從內部也透出光澤,而且開始爬行,代表牠們已經進入即將結繭的熟蠶期。為了準備讓牠們結繭的空間,我連忙用厚紙板製作格子狀的結繭架,但這只是飼主的一廂情願。牠們在各個地方結繭;有些在瓦楞紙箱的角落,有些結在同類的繭之上,甚至連在飼育箱旁邊的抹布皺摺裡都有蠶結繭。牠們晃著頭,拼命把絲送到絲質骨架上,在正中央結出一個橢圓的繭。

結繭的兩周以後,第一批的蠶終於羽化了。奶油色的身體,搭配倒三角形的黑色大眼,因為翅膀已經退化無法飛行,走起路來像小娃娃蹣跚學步。我想即使幼蟲有人不喜歡,但成蟲的模樣應該可以打動不少人吧!為了證實自己的猜測,我趕緊向谷歌大神查詢,輸入「蠶 成蟲」,結果跳出了「成蟲 可愛」,讓我對蠶兒的可愛姿色更有信心。

蠶-3
剛完成羽化的蠶成蟲(♂)。羽化時,會跟著排出蛾尿這種老舊廢物。雖然翅膀退化無法飛行,偶爾還是會有一些傢伙搞不清楚狀況,跌跌撞撞地逃出去,躲到窗簾後面釋放費洛蒙求愛。

在成蟲短暫的生命裡,牠們只有唯一一項任務。羽化後,雌蟲馬上抬起尾部,露出黃色的性費洛蒙腺體;雄蟲則不斷拍著翅膀,藉以吸引異性,讓我看得臉色大變。

「喂、你才剛『登大人』,現在就想求愛也太早了吧!」

宛如白色妖精的成蟲無視站在飼育箱前、一臉震驚的我,對於自己接下來要做什麼,完全瞭然於心。像是在嘲笑我「你在說什麼傻話」似的,雄蟲拍動著翅膀,慢吞吞的靠進雌蟲的身邊,貼住牠的屁股。

聽說牠們開始交尾之後,無法自行分開。又過了幾個小時,我下定決心,決定幫牠們分開〈※6〉。我用發抖的手拿起成蟲柔軟的腹部,輕輕地把牠們分開。

分不開。

再拉。

還是分不開。

我抱著緊張和恐懼的心情,在汗水和淚水齊發之下,再次鍵入「蠶 分開 方法」用谷歌搜尋。結果發現原來不能只用手拉,還得轉個九十度才能施力。「早說嘛!」我對著網路發牢騷,但這次總算讓牠們分離成功。

可惜好景不長。我不曉得牠們的基因是不是烙印著「交.尾」這兩個大字,剛剛才戰戰兢兢把牠們分開,兩隻又馬上結合。即使被我隔離,雌雄還是大抬屁股,雄蟲則翅膀拍個不停。我怎麼覺得自己好像化身為帶著竹刀的體育老師,站在畢業旅行下榻的飯店走廊,緊迫盯人,看看有沒有違法亂紀的男女學生。哎呀,我可是從來沒想過要當蟲的糾察隊!

放著不管,半天至一天過後,牠們就自然分開。對於「割愛是為了避免體力消耗」這段敘述,我沒仔細思考就直接執行,但仔細想想,其實養蠶,根本不必在意繁殖後代這檔事。如果蠶心甘情願消耗體力,那我就成「蠶」之美吧。

產下許多黃色的卵,成蟲的翅膀變得脆弱不堪,一隻接著一隻嗚呼哀哉。我的工作也只剩下一件,就是把死去的成蟲拿出來。

九月十日晚上,箱裡僅存的最後一隻雄蟲不斷拍動翅膀。不曉得是不是雌蟲殘留的費洛蒙作祟,讓牠靜不下來,但是牠無心拍動翅膀的模樣,在我眼中,竟有如風中殘燭。

蠶與人類的關係正在改變,換句話說,現在養蠶純粹是基於觀賞之用,但是我覺得蠶與人類生活的密切程度好像超乎想像,想到這點就讓我胸口一緊。以養蠶營生的人,或多或少也對自己的蠶有些感情。即使他們養蠶的目的並不是出於賞玩。

人蠶之間的關係,今後或許會變得愈來愈淡薄。如果大家不是為了製絲養蠶,而是純粹當作觀察或賞玩之用,不知會發生什麼樣的改變呢?蠶從野生動物變成家畜,接著像狗一樣,成為人類不可缺少的忠實夥伴。幾億年後,和人類一起登上太空的蠶發展出更高的智能,甚至會從太空船的窗邊和我打招呼「Mereco,地球今天的極光顏色超Q魯喲」……應該不可能吧……話說什麼是Q魯啊……。

在豔陽下揮汗收割桑葉的例行公事,即將告一段落。我突然覺得好落寞,闔上箱蓋的同時,我心中想著。

「謝謝你們陪我玩了一個夏天。」

註釋:

  •  ※1大約五千年前,在中國的黃河流域,開始有人利用野生蛾的繭。據說這是人類養蠶的起源。
    養蠶技術也隨著海外移民傳至日本,到了江戶時代,品種改良和製絲的機械化已經大為盛行。明治時期實行開國政策以後,政府為了賺取外匯而大力推動養蠶業。結果,養蠶業不但成為日本豐厚的財政收入,到了一九三○年代,日本更成為世界第一的生絲出口國。
    歷經戰後復興,養蠶業在五○∼六○年代迎接了第二次黃金時期。尤其是養蠶業盛行的信州伊那谷,一年養蠶的次數居然高達四次!到壯蠶期(四∼五歲),據說連母屋(住家的主要部分)都得讓給蠶兒,人只能睡在蠶室和沒有鋪地板的房間。之後,隨著現代化的腳步和化學纖維的流行,養蠶業逐漸走向沒落……。
  • ※2
    .蠶卵(25顆)
    .飼育手冊
    .免洗筷
    .消毒用酒精棉
    .清掃用的網子
    .桑葉(十天份)
    .飼育箱
    飼育套組內含養蠶的必備用品,價格是日幣兩千五百圓。只要從網頁下載申購書(PDF檔),即可用郵寄或傳真方式訂購。孵化的日期都經過仔細的調整,從五月到九月之間,有五個孵化日可供挑選。
    桑葉不夠時,也可以向他們繼續訂購,不過桑樹在住宅地區也很常見,不妨試著自己找找看。
    塩野屋HP(http://www.shiono-ya.co.jp/
  •  ※3我想我對時尚的定義肯定是錯到無可救藥的地步。但是大家如果期待一個來自九州大分縣的人,能夠具備正確的美感,我想我也很困擾。
  • ※4大家喝酒聊天時聊到自己喜歡的異性類型,偶爾會有男性表示「我喜歡吃東西時,一臉滿足的女孩子」。
    這時候,也不知道為什麼,這個人肯定會被大家圍攻「那你一定討厭胖子吧?」總之,看到蠶寶寶的吃相,我心中的感想是「我就是喜歡吃很多東西的你」。
  • ※5JAXA(宇宙航空研究開發機構)的山下雅道教授,致力於在宇宙從事農業的研究。據他表示,為了在太空方便攝取動物性蛋白質,蠶是極為受到注目的來源。
    有人也針對想去太空觀光,但是對蟲興趣缺缺的人,開發「健康蠶絲餅乾」,保證讓人吃了「好開心!好喜歡!吃了還想再吃!」。
    加了地瓜和豆渣的麵團裡,混入了油炸過的蠶蛹碎屑,最後灑上肉桂粉提味。撇開蠶蛹不談,味道吃起來和吉祥寺一帶的有機咖啡廳賣的餅乾,根本沒有兩樣。即使不去太空,也好想吃吃看噢!
  • ※6意即以人力介入,讓處於結合狀態的蠶分離。

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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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從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從 i 開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1592字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

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從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品,而不敢下手,只要認明FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品,流程都能被追蹤,為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

只要認明 FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。

家樂福「從 i 開始」:環境友善購物新選擇

不僅是紙張,家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證,幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌,這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

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「從 i 開始」涵蓋十大環保行動,從營養飲食、無添加物、有機產品,到生態農業、動物福利、永續漁業、減少塑料與森林保育,讓你每一項購物選擇都能與環境保護密切相關。無論是買菜、買肉,還是日常生活用品,都能透過簡單的選擇,為地球盡一份力。

選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌
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【成語科學】抽絲剝繭:尼龍發明前的超耐磨繩材——柞蠶絲!
張之傑_96
・2023/09/13 ・1032字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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中國人是世界上最早養蠶的民族。根據可考的資料,至少有 5000 千年之久,難怪中國又有「絲國」之稱。

蠶是唯一馴化的昆蟲,所以稱為家蠶。人們長期養蠶,自然而然產生了許多和蠶或蠶絲有關的成語,譬如鯨吞蠶食、作繭自縛、抽絲剝繭、破繭而出、一絲不掛等等。讓我選擇「抽絲剝繭」作為樣本,來談談蠶繭和蠶絲吧。

圖/Wikimedia

蠶卵孵化後,吃著桑葉長大。經過三眠或四眠,開始吐絲結繭,把自己裹起來。蠶在繭裡化蛹,羽化後變成蠶蛾。蠶蛾從口中吐出鹼性液體,讓蠶繭一端軟化,就可以破繭而出,飛出去尋找配偶,產生下一代。

蠶結繭時,抬著頭不停地繞著身體吐絲。若非受到干擾,吐的絕不間斷,一根絲竟然長達 500-1000 公尺!人們養蠶的目的,就是為了取得蠶絲。那麼怎麼將蠶繭上的絲抽出來呢?

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抽絲時要把蠶繭放在水裡煮,讓蠶絲間的膠質溶化,然後找出絲頭,才能將每個蠶繭上的絲抽出來,最後只剩下已被煮死的蠶蛹。抽絲時,同時抽取好幾個蠶繭,撚成一股絲線,這個過程稱為繅絲。

蠶繭。圖/Wikimedia

繅絲時,絲得一根一根地抽,繭得一層一層地剝。成語「抽絲剝繭」,比喻由表及裡,細緻地分析,以發掘真相。讓我們造兩個句吧。

這宗刑案,經過警方抽絲剝繭,終於真相大白。

在我抽絲剝繭之下,這道數學難題終於解開了。

家蠶屬於鱗翅目、蠶蛾科。鱗翅目分為蛾類和蝶類兩大類,牠們是完全變態昆蟲,一生分為卵、幼蟲、蛹和成蟲等 4 個階段。蛾類和蝶類有若干差異,包括蛾類的觸鬚呈羽狀,蝶類呈棍棒狀;蛾類大多夜間活動,蝶類大多白晝活動。此外還有一個差異,就是蛾類會結繭;蝶類不結繭,牠們的蛹有個硬殼保護。

由於蛾類會結繭,所以除了家蠶,還有幾種野蠶可養來抽絲。最有名的野蠶是柞蠶,屬於天蠶蛾科,以殼斗科的植物為食。柞蠶起源於中國北方,現已傳播到韓國、日本、印度等地。篦麻蠶,屬於天蠶蛾科,起源於印度,現已傳播到中國、日本及義大利等地。

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這兩種野蠶都採野放的方式,也就是在野外飼養,結繭時到樹上採收。野蠶絲的織品,不如家蠶絲細緻,但堅韌耐磨。尼龍沒發明前,降落傘的繩索就是柞蠶絲製的。

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張之傑_96
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張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。

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蠶繭電池是綠能的未來?!
胡中行_96
・2022/08/25 ・2454字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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一襲華美的傳統印度紗麗,在燈光下反射出璀璨的光芒。仔細收縫的布邊,附了一只小標籤,上頭繡著飛蛾般的圖樣。那是印度絲綢標誌組織,授予的真絲證明。[1] 買衣服看布料成份,天經地義。不過,如果有一天市面上販售蠶繭電池,廠商是否也會標榜百分之百純天然蠶絲? 2022 年 8 月的《科學報告》期刊上,二名印度學者詳細解說他們攜手打造蠶繭電池的流程,以及背後的科學原理。[2]

將來蠶繭電池廠商,也可以申請印度絲綢組織的真絲證明嗎?圖/Satish Krishnamurthy on Flickr(CC BY 2.0

蠶繭電池的製作

首先,他們弄來一些印度當地家蠶(Bombyx mori)的繭,攤在陽光下曝曬,以確保裡面沒有活著的蛹。吹掉灰塵後,再把蠶繭儲存在木櫃子裡備用。接著,於 25 毫升的再蒸餾水中,加入 12.5 公克的食鹽(NaCl),然後把蠶繭丟進去浸泡 24 小時。另外,也用雷同的方法,準備分別泡了再蒸餾水和氯化鉀(KCl)水溶液的兩個組別。[2]

(a)每個蠶繭都被切成兩份,做一顆蠶繭電池需要 8 份。[2]

(b)切好的蠶繭內面緊實地套住鋁片;外頭則綑上銅線。鋁是負極;銅為正極。[2]

(c)將組裝好的 8 份蠶繭串起來,放在吹風機和圓底瓶之間。上頭吹熱風;下面供應水蒸氣。[2]

(圖/參考資料 2,Figure 2)

經過一番測試之後,研究團隊最滿意食鹽水這組的結果,決定再做一個進階版的裝置:他們將蠶繭電池放在熱水壺的壺嘴,並接上 LED 燈泡。熱水大滾,水壺裡冒出來的蒸氣觸發蠶繭電池,燈泡就會發光,像下面影片中看到的模樣。[2] (畫面長寬比例差距過大,建議開全螢幕較方便觀賞。)

安裝了蠶繭電池和 LED 燈的熱水壺。來源:參考資料 2,Supplementary Video S1

蠶繭電池的原理

(a)蠶繭是一層內外結構不對稱的絲質薄膜。圖中黃色代表內面;褐色則為外側。[2]

(圖/參考資料 2,Figure 9a)

(b)此為蠶繭薄膜切面的局部放大圖。由內(黃色)而外(褐色),蠶繭上面細孔通道的尺寸逐漸變大。[2]這個結構平時的功能,是令水分子和二氧化碳得以快速地排出,但卻只能緩慢地滲入。前者確保蠶繭幾乎防水;後者則避免類溫室效應的發生。[3]

(圖/參考資料 2,Figure 9b)

(c)圓底瓶供應的水蒸氣,被困在細孔通道中。當吹風機為蠶繭加熱,水分子與蠶繭蛋白作用,H3O+ 等電荷載體應運而生。它們會因為通道內外寬窄帶來的水壓不對等,而朝單一方向運動。[2][註]

(圖/參考資料 2,Figure 9c)

(d)鋁和銅基於電負度(electronegativity)不同,也就是吸引電子的能力有所差異,更加劇了方向性移動的效果。[2, 4] 另外,食鹽水能增加電荷載體的濃度,促進蠶繭電池導電的效能。[2]

(圖/參考資料 2,Figure 9d)

吹風機的熱風與圓底瓶的水蒸氣,讓水分子迅速穿過蠶繭的細孔通道,也就是快速充電的意思。[2] 這個乾溼無限循環的靈感,源自蠶繭所處的自然環境。蠶繭通常吊在樹上,樹葉會給它滋潤的水氣,但陽光又導致水份蒸散,二者不斷改變溫度與濕度。然而,當蠶繭被放在攝氏 5 和 50 度的環境下,裏頭還能分別維持 25 與 34 度。[3] 在調節溫度的過程中,從溫差產生電能,便是熱電效應(thermoelectric effect)的展現。[2, 5] 當溫溼度都極高,充飽電的蠶繭就會用類似腦波的信號,通知蛾該退房了。[2, 3] 這也就是蛻變的現象,具有季節性的原因。[3]

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(蠶的一生。圖/Internet Archive Book Images on Flickr(Public Domain))

蠶繭綠電建築

蠶繭電池製作起來雖然事倍功半,但是研究團隊寄予它極高的期望。充電靠水蒸氣;導電用食鹽,二者都是地球上容易採集的資源。因此,他們認為蠶繭電池的前景,必然優於目前市售的儲電或發電裝置。是不是純天然蠶絲不要緊,重點是希望未來能夠人工模仿蠶繭的結構,以生態友善的方式,建造會自體發電的生物聚合建築。如此一來,就能輕易滿足偏遠地區、戰略要地以及其他地方的用電需求。[2]

  

備註

原文專業的說法是,內外寬窄不對稱的細孔通道中,水壓梯度會導致電位差,進而使電荷載體出現方向性的運動。

參考資料

  1. Silk Mark – A Quality Assurance label (Silk Mark Organisation of India, 2017)
  2. Jangir H & Das M. (2022) ‘Designing water vapor fuelled brine-silk cocoon protein bio-battery for a self-lighting kettle and water-vapor panels’. Scientific Reports, 12, 13999.
  3. Tulachan B, Srivastava S, Kusurkar T, et al. (2016) ‘The role of photo-electric properties of silk cocoon membrane in pupal metamorphosis: A natural solar cell’. Scientific Reports, 6, 21915.
  4. 電負度(國立臺灣大學 科學Online,2010)
  5. Chandler DL. (2010) ‘Explained: Thermoelectricity’. Massachusetts Institute of Technology.
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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。