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烏鴉很聰明?-《烏鴉的教科書》

PanSci_96
・2015/11/29 ・2652字 ・閱讀時間約 5 分鐘

跟玩耍同樣很常被問的問題,是「烏鴉很聰明吧」。不過,這個問題非常難回答。而且話頭只要一起,講起來就長了。所以每次被問到的時候,我都只有發出「哼~嗯」的聲音,想就這樣含混過去,可是卻沒有成功過。沒辦法,還是要講一下吧。

在調查動物智能的方法上,有使用史金納箱(Skinner Box)的條件學習實驗。在箱子裡面關著鴿子或猴子[1],只要問題答對、做對就會得到食物當獎賞。這種機關,不知道你是否曾經看過。這就是史金納箱。在用此做調查後,發現巨嘴鴉記憶事物的速度的確比野鴿快,記得的時間也長。不過,這就像是智能指數測驗一樣。智能指數可能是聰不聰明的要素之一,卻不是聰明的絕對值。也因為如此,我們不是經常會說「考試成績跟聰明與否是不一樣」之類的嗎?

讓問題變得更為麻煩的,是真的有方法能夠統一測量不同種動物的「聰明程度」嗎?例如使用只要能夠接連按下正確答案的按鈕,不久之後就能得到食物的這種裝置讓鴿子做功課的話,鴿子到有食物出現為止,可以連續的啄上幾千次。因為牠們不懂得放棄。舉例來說,當我們把硬幣投入自動販賣機、按下按鈕之後若是果汁沒有掉出來,「不出來耶?不出來耶?不出來耶?」的連續按下幾千次的是野鴿的做法。人類的話應該就會說:「你是白癡嗎?那一定是故障了啊。」一般來說也應該是會按退幣鈕來取回硬幣,再去試別台自動販賣機。那就是人類的「聰明」。

不過在這裡,讓我們從鴿子的觀點來看一看。野鴿的食物是果實或種子,即使是被踩進地裡般的種子,也只是只要持續不停的啄,不久之後總會進到嘴裡。這樣一來,停下來想「該怎麼獲得這個食物才好」等,反而會讓效率變差。野鴿具有的世界觀是禁欲型的「不要思考多餘的事情,只要默默動手就好」。也就是說「不懂得放棄」、「什麼也不想」對野鴿來說是最正確、最聰明的做法。那麼,站在生物的立場,「聰明」的究竟是誰呢?

烏鴉,PanSci
看起來很聰明(?)的烏鴉。

話說回來,把兩片煎餅重疊得好好的再一口氣啣在嘴裡的烏鴉看起來很聰明。比起用蠻力來敲破核桃,從上空往下丟的方式顯得非常聰明。不特地使用翅膀,而是把核桃放在馬路上,讓車子經過把它壓破的方式看起來更加聰明。對的,問題就在於「看起來」。對人類來說,「看起來很聰明」就是「聰明」的定義。雖然這會陷入「因為聰明所以聰明」的循環論法之中,但是用人類的基準來計測動物的能力原本就是相當勉強的。何況「聰明」還具有「有效的處理」、「想出高效率的方法」等幾種不同的意義。人類所感到的「聰明」應該是指人類本身所必要的能力,也就是指能夠維持複雜的社會、想出補足人手不足的高效率方法,因為如此就必須要記憶經驗加以理解、訂定計畫等的一連串能力吧。在這樣的前提之下(我有說過這會變得很長吧?)再來看烏鴉的能力。的確,牠們能很快的記憶、記憶力良好,而這些特徵就成為讓人類判斷牠們「很聰明」、「頭腦很好」的理由之一了吧。

分布於新喀里多尼亞島上的新喀里多尼亞烏鴉(Corvus moneduloides)不只會使用工具,還會自己製作工具。加拉巴哥群島的啄木樹雀(Camarhynchus pallidus)雖然會把仙人掌的刺當工具使用,但並不會自己加工。新喀里多尼亞烏鴉則會彎曲葉柄,把葉緣切開、調整成容易使用的樣子,然後當做「自己的工具」來重複使用多次。由於「製作」工具一直到不久之前都被認為是人類的專利,即使是近年來也最多只擴張到黑猩猩的程度而已,所以新喀里多尼亞烏鴉讓這件事一口氣做了大幅度的跳躍。

不只如此,在實驗條件下,把食物放進用管子組合而成的裝置中,「啄這邊是沒有用的,所以要從那邊壓下去,讓食物掉在這個洞裡面」般的事情,烏鴉能立刻就看出來,就連「由於用這個工具沒辦法搆到食物,所以得先用這個短的工具把那個長的工具從管子裡拉出來,再換成用長的工具來把食物拉出來」的這種計畫都能夠訂得出來。這只能認為烏鴉並不是單純的「雖然不知道是為什麼,不過啣著這種東西隨便咚咚咚的敲就好了」般的曖昧理解,而是能夠了解工具的特性來訂定計畫。這種能力,果然還是應該很誠實的說是「聰明得驚人」吧。

新喀里多尼亞烏鴉一躍而知名,劍橋大學等也進行了各種各樣的實驗。其中當然有像是「那其他種烏鴉又是如何呢?」般的研究。令人驚訝的是禿鼻鴉會彎曲鐵絲製作工具,把食物鉤上來。老實說,根據我對在日本的冬天看見的禿鼻鴉的印象,是只會成群撿拾掉在地上的稻穗,比較偏向「以烏鴉來說有點笨」的鳥。我真是把牠們給看扁了。只不過禿鼻鴉完全沒有在野外製作工具、使用工具的紀錄。看起來似乎在飼養下所顯露出來的潛在能力,跟在野外很平常的做給大家看的事情是不一樣的呢。

烏鴉,PanSci
不錯不錯,我做了一個可以勾食物的工具。

還有一樣,必須要考慮到因物種的不同所造成的生活史差異。關於靈長類的智能,是以「社會性智能」被視為重要。記得整群的成員、整理順位及力量的高下、順利的掌握個體間的關係來平安度日,這些是社會性智能。也可以說是政治頭腦。有種說法認為,也許是由於這被轉移到其他方面,才產生了「高度的智能」。在烏鴉之中,也以渡鴉展現出非常高度的社會性智能,而全面性的被認為是「聰明的動物」。但是,卻完全沒有渡鴉使用工具的報告。牠們明明就會在意別人的視線,觀察其他個體的行為來學習,卻不會想到要使用工具來獲得食物。在鳥類的例子,特化成覓食方法的工夫與厲害程度,可能也具有催生出使用工具的這種特殊「聰明」的一面呢。

以靈長類來說,在聰明程度上有可能不輸給黑猩猩的紅毛猩猩並不會成群。也就是說,牠們被認為不太需要社會性智能。所以我們還不能斷言只有社會性智能對於智能的發展發達是重要的(也有假說認為紅毛猩猩所具有的、能夠預測在樹上移動路線的效率的能力可能與智能有關)。這也就是說,我們不能整個、全面性的說「烏鴉是」很聰明的,因為在烏鴉的「聰明」之中也有各種各樣的種類。以我個人來說,雖然只要做實驗,小嘴烏鴉也應該能夠做出什麼樣的事情來,但是關於覓食,總之要讓什麼都是用蠻力解決的巨嘴鴉來做的話應該就有點難吧?

[1]譯注:當然有時也會使用老鼠或其他動物。

 

烏鴉,PanSci本文摘自《都市裡的動物行為學:烏鴉的教科書》,由貓頭鷹出版。

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更人道及環保的肉類來源?——淺談「實驗室裡養的鮭魚片」

九姨_96
・2021/09/25 ・2832字 ・閱讀時間約 5 分鐘

那是個典型的炎熱的加州夏日,我剛剛從阿拉斯加釣鮭魚回來。這次的釣魚之行跟之前比不算成功,我的嚮導說,外海的商業漁船過度捕撈及氣候的變化,現在越來越少鮭魚回到河裡,他們擔心未來的魚只會越來越少。非常應景的,我一回來就訪談了一家在舊金山叫 Wildtype 的生物新創公司,他們成功在實驗室生產出鮭魚片。

這個公司是由心臟科醫師/細胞生物學家 Aryé Elfenbein 及耶魯商學院的 Justin Kolbeck 共同創立的。之所以成立這個公司,原因是 Aryé 在醫學領域見識到了,細胞全能性所帶來的可能,也看到了目前海洋及河川污然及過度捕撈的現況。而 Justin 則是因為在阿富汗的經歷,親身體驗過 food insecurity 這件事情有多麽嚴重,進而思考是否有辦法讓資源匱乏的地區也能夠獲得新鮮的食物。

在這樣的前提之下,讓他們重新思考,是否人類真的需要透過動物才能獲取肉?於是,他們在 2019 年一同成立了 Wildtype 這間公司,希望在這海洋、河川資源逐漸匱乏、到處都是塑膠微粒、重金屬的環境下,可以提供一個更永續、更安全、更人道的方式來獲取肉。

而當他們決定這個目標後,他們開始思考要往哪個方向去做,而最後選擇鮭魚主要有三個考量:第一,鮭魚是世界第二大的消費魚種,若能生產鮭魚,對於減少濫捕的會有顯著助益;第二,身為心臟科醫師的 Aryé 認為若要生產商品,也希望將世界帶到比較健康的方向去。富含 Omega-3 的鮭魚,將對大眾的健康更有助益;第三,鮭魚目前市場價格約在每磅 8 美元,比起每磅 1 美元的雞肉,鮭魚的市場價格能提供他們更多的研發空間。

Justin Kolbeck 與 Aryé Elfenbein。圖/作者提供

用「啤酒槽」養出鮭魚細胞?

美國人吃鮭魚,其實只有魚側面的兩塊菲力,其他的部分包括魚頭及內臟,大約有五成的魚體都會在處理後丟棄。於是 Aryé 與 Justin 思考,是否可以生產需要的部位就好?

答案是肯定的,而且其實製作起來更可行,生產魚片還是比生產魚頭來的單純很多。

實驗室鮭魚有兩個主要步驟,第一步在生物反應器(bioreactor)放大細胞數量。就像啤酒發酵槽,在生物反應器裡面放入細胞生長所需的最佳營養,並透過不間斷的打氣循環,讓細胞在裡面懸浮生長。

這個過程,細胞數量通常呈指數性的生長,短短幾週可以生長到萬倍之多。不過有一點要非常注意,整個細胞培養的過程必須是無菌狀態。如若不然,即使只是一個細菌、一顆黴菌孢子,在這麽營養的生長環境之下,也會跟著目標細胞一起被放大數萬倍。

像啤酒發酵槽的「生物反應器」。圖/Wildtype

第二步是讓細胞在支架裡生長。這裡他們利用植物纖維製作出支架,將細胞循軌跡生長,進而成為漂亮的魚片。不過我很好奇,那個鮭魚肉典型的白色紋理是怎麼做到的?Aryé 說那是脂肪細胞。

簡單來說,在生物反應器生長的這群細胞,就像是幹細胞一樣,尚未分化成不同功能的細胞[註1]。他們發現,透過改變支架的軟硬程度,及調整培養基的成分,可以誘導尚未分化的鮭魚細胞,分化成肌肉細胞或脂肪細胞,進而產生橘白相間的鮭魚肉。

培養出的魚肉品質如何?味道好嗎?

由於這個產品從收穫到包裝幾乎沒有時間差,我很好奇這個魚肉到底味道如何?一般市場買到的魚,即使處理得非常快速,還是跟現釣的相去甚遠,魚腮、黏液、內臟、血液,都會帶有腥味。Aryé 笑著說,沒錯啊就像現釣。

現在人其實非常少能接觸到極新鮮的魚,所以大家習慣的魚其實都是有點魚味的。所以他們在試吃的過程,很多人的反應都是他們的魚肉沒有味道,因此後來他們還特別去研究,增加一點空氣接觸,讓肉熟成一下,產生魚味。

關於保存期限,Aryé 表示,由於魚肉是在無菌狀態下生產的,所以非常非常耐放。他們目前還沒有做過完整的儲藏性實驗,但合作的廚師把他們的魚肉(未拆封狀態)放在冰箱一個月之後,吃起來還是超級新鮮。

甚至放置在室溫之下,目前的結果顯示幾天之內都不會腐敗。雖然仍需要更進一步的實驗,但如果結果屬實,短期運輸就能不需要冷鏈,除了降低運輸成本,也可以運送到冷鏈不發達的地區。

用鮭魚細胞培養的鮭魚片。圖/Wildtype

根據一篇 2019 年的訪問[註3],因為結構的問題,這個魚肉產品煮完會散掉,因此只能生食,在我看來這樣可能會降低消費者的購買興趣。Aryé 表示這點已經克服,只需要多培養一些時間,讓細胞間的結構比較扎實,就可以正常烹煮了。所以他們的產品現在可以做各種烹調法,不再局限於生食而已。同時,他們也正在規劃試吃間(tasting room),之後有進一步消息會再行公告。

潛在的吃素市場

我在進行這個訪問之前,先在我的個人臉書做了市調,結果反應最熱烈的是吃素的朋友。除了天生吃肉會過敏、一輩子要吃素的族群以外,很多人吃素是因為抱持著不殺生、不剝削動物、環境保護的原則。

雖然還有一些道德性的思考需要去界定到底吃鮭魚細胞算不算殺生,但普遍吃素的朋友都會願意去嘗試這樣的商品,並非常期待這樣的商品能夠趕快出現在市場上。

目前 Wildtype 的鮭魚,仍在小量生產的試驗階段,所以價格還是很高。目前做一盤六片的鮭魚握壽司,要價 50-100 美金。但他們很有信心,在持續的研發跟改良之後,他們最終希望售價可以降到一磅 10 美金左右,讓消費者可以在 Trader Joe’s(美國的平價超市)之類的商店輕鬆購買。

人造鮭魚還算是「魚」嗎?

目前 Wildtype 尚未拿到 FDA 核准上市的認證,因為這是一個非常嶄新的產品,法規和食品標準都尚未成形。但 Aryé 透露目前的溝通都算順利,他們被要求提供的資料及數據都算合情合理。

我繼續問,那這樣的商品可以被標示為鮭魚嗎?他說這個問題也在討論之中,但應該不會直接就寫鮭魚肉,畢竟和傳統捕撈的鮭魚不同,而且他們也希望告訴消費者這是鮭魚細胞製作而成,並不是源自於傳統的鮭魚。

但根據耶魯消費者中心的市調[註3],由於這個概念太新了,無論是「實驗室鮭魚」、「人造鮭魚」、「人工培養鮭魚」等等,目前並沒有一個名詞可以讓消費者馬上理解。

所以 Aryé 覺得最後可能會像 Impossible burger 那樣,在商品名稱下直接加一個描述句「使用植物製成的漢堡」。而他們公司希望可以在商品名稱 Wildtype salmon 之下,標註「本產品使用鮭魚細胞並在食物加工場域製作」。

最後,他也補充一個很有趣的點:根據他們內部的市調,成人消費者對於這個新概念很難理解,但五歲小孩們卻都能馬上領會。可見以人工培養鮭魚細胞對於下個世代而言是很自然的事。

文獻資料

  1. Wild Type’s Cell-Based Salmon Costs $200, But Not For Long
  2. Allan, S. J., De Bank, P. A., & Ellis, M. J. (2019). Bioprocess design considerations for cultured meat production with a focus on the expansion bioreactor. Frontiers in Sustainable Food Systems, 3. 44-44.
  3. Labeling the future: ______ salmon

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九姨_96
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九姨(Joy),留美園藝博士,副修食品。 現為加州最大草莓苗圃公司研究員。 閒暇時後喜歡做菜和寫文章,並刊載於個人粉專 Joy’s wild garden。
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