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施虐循環

陸子鈞
・2011/11/09 ・859字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 448 ・四年級

在橙嘴藍臉鰹鳥的世界,「虐童」事件每天都在上演;年輕的成鳥,會踏過鄰居的雛鳥,還會啄咬牠們,有時候導致雛鳥死亡。不過如果雛鳥倖存,且長大成鳥,會傾向成為施虐者,攻擊鄰近的雛鳥,讓這樣的不幸陷入無限循環。「施虐循環」常常被用來解釋人類的行為,但這次首次在野生動物身上發現證據。

我們知道,當小孩經歷過大人的虐待,長大之後往往會虐待自己的小孩。在人類以外的動物上卻很難研究這行為,像是恆河猴-會表現出類似的行為,但不常發生,或者鮮少被目擊。在加拉巴哥群島的Española島上,橙嘴藍臉鰹鳥成鳥會攻擊雛鳥,而且是令人髮指的頻繁。研究人員認為這樣的現象可以作為模型,對照人類的行為,而且牠們不在乎人類在一旁觀察,便於研究人員記錄。

維克森林大學的演化生態學家大衛‧安得森(David Anderson)提到,雛鳥的受虐事件,「你一眼就會注意到,那樣的明顯又讓你心神不寧。」。他自1984年起,就開始觀察鰹鳥,至今仍對牠們的行為感到驚奇,他提到「你不會預期看到動物浪費這麼多時間去打擾鄰居的雛鳥;牠大可以去做其他能提高是存度的事情,像是尋找配偶。」

為了了解虐待行為是如何在鰹鳥族群中發生的,安得森和他指導的大學生-包括第一作者馬丁那‧慕勒(Martina Muller),在三個繁殖季中收集資料。他們辨識出24隻雛鳥,有些經常受到成鳥攻擊,有些則不。研究團隊替鳥標上鮮豔的藍色腳環,持續追蹤直到牠們長大成熟。結果發現,幼期受到最多虐待的個體,長大後會成為最惡劣的施虐者。安得森說:「一隻鳥過去有成為受虐目標,則我們可以預期牠長大後的行為。鰹鳥的行為和人類的類似,不過有個重要的差別-人類虐童往往是和自己有關係的小孩,而鰹鳥則否。」

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目前看來,鰹鳥的行為和牠的生命史有關,牠們通常只產兩顆蛋,即使雙親只能照顧一隻雛鳥。如果兩顆蛋都孵化,雛鳥體內的賀爾蒙會驅使牠去攻擊另一隻兄弟姊妹直到死亡。不過科學家還無法在演化上解釋這行為,推測可能跟是一些心理因素驅使,增加施虐者對雛鳥的興趣。

資料來源:ScienceNow: Abused Chicks Grow Up to Be Abusers [11 October 2011]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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另一場太平洋戰爭:祕魯鰹鳥──《便便不思議》
貓頭鷹出版社_96
・2016/06/10 ・3591字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

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南美曾經存在著名為「印加帝國」的文明國度。

印加帝國有著以分毫不差的精密度加工製造的巨大岩石建築、美麗的織品、以及高度進化的統治制度。雖然沒有車輪、文字、鐵器等文明基礎,卻擁有高度技術,堪稱歷史之謎,是一個神祕的大帝國。印加帝國也擁有優異的農業技術。其中尤以鳥糞肥料給予帝國極大的恩惠。這不是普通的糞,而是能夠提高作物收穫量十倍的魔法大便,由祕魯鰹鳥為首的海鳥的糞堆積而成。

鰹鳥
大量的祕魯鰹鳥為秘魯帶來大量的鳥糞,為印加帝國和秘魯帶來了大量財富,稱之為「天上掉下來的禮物」可謂名符其實。圖/wikimedia commons

祕魯鰹鳥是棲息於海洋的鰹鳥的一種,主要分布在南美洲的祕魯和智利北部。牠們在斷崖群集築巢,形成大規模群體,從上空如火箭般俯衝入海面捕捉沙丁魚。南美祕魯的島嶼自古以來就是祕魯鰹鳥的棲息地。鰹鳥已經在當地生生不息地生活了數千、數萬年。鳥群長年棲息,就會在地面堆積糞便。累積數萬年的糞便化為化石之後,形成厚厚的地層。這些糞化石稱為「Guano(糞石)」。Guano 是印加帝國時代的語言中代表「糞」的詞。

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先民很早就知道鳥糞石能夠發揮家畜糞便十倍的效果,是非常優異的肥料。印加帝國利用糞石來耕作,使食物生產量穩定,因而有多餘的勞力整頓總長達五千公里的道路等公共設施,或是挖掘金銀礦。然而號稱有一千萬以上人口的這座帝國卻被一小撮西班牙軍隊的前哨輕易殲滅。西班牙人壓榨印加帝國的原住民,逼迫他們在礦山挖掘金銀。辛苦的勞役使許多人喪命,導致人口銳減。人類歷史好像總是重複著這種情節。

後來印加帝國被西班牙人稱為「祕魯」。一八二一年,祕魯終於脫離將近三百年的西班牙苛政統治,但當時國內已經沒有任何產業。然而印加帝國的子孫相當堅強。他們想到外銷遠古時代使國家富強的糞石。

Machu_Picchu_early_morning
馬丘比丘(Machu Picchu)上的印加王國遺址名列世界新七大奇蹟,也是現在著名的觀光景點。圖/wikipedia

 

這項貿易大獲成功。祕魯開始挖掘糞石,外銷到歐美國家。糞石不愧是奇蹟的肥料,能夠讓小麥和菸草收成突飛猛進,使歐美各國瞠目結舌。日本有「金肥」這樣的詞,而在土地貧瘠、食物供給開始出現危機的歐洲,糞石可說具有等同於黃金的價值。

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很多人也許以為農作物只要有土壤、太陽和水就能生長,不過這種想法就像不知道石油存在還想讓車子跑一樣。要培育作物,必須定期補充土壤中被消耗的養分。其中重要的是氮、磷、鉀三大元素。尤其是氮,具有讓植物長大的作用。糞石當中便含了豐富的氮。

既然知道有這麼重要的功用,當然不能輕易放手。這一來就成了賣方市場。歐美各國只能依照祕魯價,但卻遭到頑強抵抗。在慣例的口水戰後,氣昏頭的美國竟然訂立了「糞石島嶼法(Guano Islands Act)」,硬是規定「生產糞石的土地可以視作美國國土」,簡直就跟搶人東西的霸道小鬼沒有兩樣。

Guano
祕魯鰹鳥們應該永遠無法理解自己的便便形成的糞石居然會引來如此多的國際紛爭。圖/wikipedia

祕魯因為外銷糞石而一夕致富,不僅還掉借款,設置港灣、電信等基礎設施,還創建了軍隊。然而在採掘、生產糞石上,祕魯卻沒有花費任何金錢。採掘工作主要是利用囚犯、逃兵和黑人奴隸的勞力。祕魯一方面從非洲輸入奴隸,另一方面又派船到圖帕伊島、彭林島、庫克群島、拉帕努伊島(復活節島)等島嶼,拐走當地居民送入採掘現場壓榨勞力。他們毫無忌憚地複製昔日西班牙帝國的惡行

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林肯的奴隸解放宣言對祕魯來說造成很大的困擾。祕魯因為無法壓榨黑人奴隸而傷腦筋,於是就改用被稱為「苦力」的中國勞工。這些苦力美其名為「移民」,實際上卻等同於奴隸,多半是被拐或被騙來的的人。他們形同商品般,從本國被「外銷」。

採糞石的工作條件極為惡劣。勞工必須在令人窒息的糞便粉塵飛揚中用鏟子挖掘糞石,然後又要背負裝了數十公斤糞石的袋子行走。勞工變得羸弱不堪,背上腫起蚯蚓狀的痕跡,臉上刻印著苦工與絕望的深深皺紋,甚至也有人自殺。十九世紀中葉,苦力人數多達十萬人,而糞石採集現場的七成是中國人。

就如過去印加帝國曾經繁榮,祕魯也倚賴糞石迅速發展經濟。然而過度的富裕會使人類的思考麻痺。祕魯人一再把理所當然的問題延宕到將來:糞石是海鳥糞的堆積,數量有限;只要繼續挖掘,總有一天會枯竭。經過好幾萬年累積熟成的大地黃金僅僅經過四十年就枯竭了

完全仰賴糞石的祕魯經濟頓時萎縮。於是祕魯盯上了「硝石」來取代糞石。硝石是含有氮的礦物,可說是糞石的親戚。有人說來自鳥糞,也有人說是地殼變動產生的,可作為有用的肥料。

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位在祕魯、玻利維亞、智利三國之間的「亞他加馬沙漠」便是硝石的礦床。三國原本約定在此採掘的硝石應平分,但智利旋即無視此項約定強行侵入,甚至還進逼玻利維亞與祕魯的領土。玻利維亞與祕魯因為產生危機意識而締結祕密同盟,並採取接收智利企業、增加課稅、逮捕經營者等手段與之對抗。智利則以占領玻利維亞領土的行動回敬。

到了這個地步,就只剩下一條路:戰爭

智利軍隊與祕魯/玻利維亞軍隊之間的「太平洋戰爭」(一八七九年∼一八八四年)是舊時代的戰爭,有裝甲艦發射大砲、撞向敵船、再由士兵攻入對手船上展開格鬥。戰爭持續五年,造成數萬人死亡,最終由智利軍獲勝。祕魯和玻利維亞各失去部分領土。

640px-Sinking_of_the_Esmeralda_during_the_battle_of_Iquique
圖/wikipedia

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這一來,智利似乎終於可以毫無忌憚地外銷硝石大賺一筆⋯⋯然而這樣的算盤卻遭到科學發展的阻撓。二十世紀初葉,兩名德國學者發明了「固氮法」。「固氮法」號稱「從空氣中製造麵包的方法」,達成了人類長久以來冀求穩定食物生產的心願,可說是畫時代的發明。

使用這項技術,就可以從空氣中合成氮。也就是說,想做多少肥料就能做出多少肥料。硝石的需求突然消失了。今日人類消費的食物據說有一半左右就是依靠固氮法製作的化學肥料種植的。也就是說,構成現代人肉體的氮有一半是人工物質。就各種層面來看,固氮法都是改變世界的發明。

氮也可以作為火藥原料,而這項原料變得能夠大量生產。有人甚至認為如果沒有這項發明,第一次世界大戰就不會發生了。德國科學家透過固氮法,同時開發了拯救人命與奪走人命的手段。後來祕魯透過砂糖、棉花、金屬礦山等讓經濟復甦,但是糞石礦山卻完全荒廢了。原本數量眾多的鰹鳥幾乎都消失蹤影。

挖糞石的勞工趕走了干擾工作的鰹鳥,毀掉牠們的鳥巢,撲殺大量的鳥。海風吹拂著大地,只有倖存的幾隻鰹鳥發出尖銳的叫聲,迴盪在荒涼的採掘場。

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過了一個世紀的今日,祕魯的糞石再度受到重視。由於化學肥料導致地力衰落的問題逐漸受到重視,大家開始關注天然有機肥料。糞石堆積場經過重新調查,並設置採掘場。鰹鳥數量也恢復到三百萬隻,夜以繼日地把糞石原料的糞便落下並堆積在大地上。

祕魯導入了十九世紀時缺乏的「永續」概念。他們禁止捕捉海鳥賴以維生的沙丁魚,保護鰹鳥,並控制採掘量,希望能夠永續經營糞石產業。然而勞工做的事情仍舊和過去一樣。在令人窒息的粉塵中,勞工用毛巾作為口罩,拿著鏟子挖掘糞化石,並背負著沉重的麻袋。這些勞工不再像從前一樣是奴隸,不過因為擔心嚇跑海鳥,因此不能使用大型機械。

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不論是在哪個時代,挖掘糞石都不是個輕鬆愉快的工作。圖/wikimedia commons

來自祕魯各地的勞工當然也領得到工資。他們不像過去的中國苦力遠離家園,在對故鄉的思念中客死他鄉。他們身上有手機。有人認為新興的糞石產業再怎麼撐也不會超過十年。人類與鰹鳥的共存關係不知能夠持續多久。

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鰹鳥仍舊和往昔一樣,只是發出尖銳的叫聲。


 

大便、糞便、便便……不管是多優雅的稱呼,我們腦中想到的就只是從洞口「噗通」一聲掉下去,而且很臭的那一坨東西。生物的神經系統和免疫功能如此精密,為什麼只有排泄過程卻這麼草率?大便啊,你到底是何方神聖?

動物的大便可是超有用的呢!

本書作者早川為日本知名的「奇怪生物」研究大師,他將帶你認識各種不同動物的大便,以及這些動物如何藉由大便產生了令人嘖嘖稱奇的動物行為!《便便不思議》,貓頭鷹出版

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貓頭鷹自 1992 年創立,初期以單卷式主題工具書為出版重心,逐步成為各類知識的展演舞台,尤其著力於科學科技、歷史人文與整理台灣物種等非虛構主題。以下分四項簡介:一、引介國際知名經典作品如西蒙.德.波娃《第二性》(法文譯家邱瑞鑾全文翻譯)、達爾文傳世經典《物種源始》、國際科技趨勢大師KK凱文.凱利《科技想要什麼》《必然》與《釋控》、法國史學大師巴森《從黎明到衰頹》、瑞典漢學家林西莉《漢字的故事》等。二、開發優秀中文創作品如腦科學家謝伯讓《大腦簡史》、羅一鈞《心之谷》、張隆志組織新生代未來史家撰寫《跨越世紀的信號》大系、婦運先驅顧燕翎《女性主義經典選讀》、翁佳音暨曹銘宗合著《吃的台灣史》等。三、也售出版權及翻譯稿至全世界。四、同時長期投入資源整理台灣物種,並以圖鑑形式陸續出版,如《台灣原生植物全圖鑑》計八卷九巨冊、《台灣蛇類圖鑑》、《台灣行道樹圖鑑》等,叫好又叫座。冀望讀者在愉悅中閱讀並感受知識的美好是貓頭鷹永續經營的宗旨。

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在橙嘴藍臉鰹鳥的世界,「虐童」事件每天都在上演;年輕的成鳥,會踏過鄰居的雛鳥,還會啄咬牠們,有時候導致雛鳥死亡。不過如果雛鳥倖存,且長大成鳥,會傾向成為施虐者,攻擊鄰近的雛鳥,讓這樣的不幸陷入無限循環。「施虐循環」常常被用來解釋人類的行為,但這次首次在野生動物身上發現證據。

我們知道,當小孩經歷過大人的虐待,長大之後往往會虐待自己的小孩。在人類以外的動物上卻很難研究這行為,像是恆河猴-會表現出類似的行為,但不常發生,或者鮮少被目擊。在加拉巴哥群島的Española島上,橙嘴藍臉鰹鳥成鳥會攻擊雛鳥,而且是令人髮指的頻繁。研究人員認為這樣的現象可以作為模型,對照人類的行為,而且牠們不在乎人類在一旁觀察,便於研究人員記錄。

維克森林大學的演化生態學家大衛‧安得森(David Anderson)提到,雛鳥的受虐事件,「你一眼就會注意到,那樣的明顯又讓你心神不寧。」。他自1984年起,就開始觀察鰹鳥,至今仍對牠們的行為感到驚奇,他提到「你不會預期看到動物浪費這麼多時間去打擾鄰居的雛鳥;牠大可以去做其他能提高是存度的事情,像是尋找配偶。」

為了了解虐待行為是如何在鰹鳥族群中發生的,安得森和他指導的大學生-包括第一作者馬丁那‧慕勒(Martina Muller),在三個繁殖季中收集資料。他們辨識出24隻雛鳥,有些經常受到成鳥攻擊,有些則不。研究團隊替鳥標上鮮豔的藍色腳環,持續追蹤直到牠們長大成熟。結果發現,幼期受到最多虐待的個體,長大後會成為最惡劣的施虐者。安得森說:「一隻鳥過去有成為受虐目標,則我們可以預期牠長大後的行為。鰹鳥的行為和人類的類似,不過有個重要的差別-人類虐童往往是和自己有關係的小孩,而鰹鳥則否。」

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海鳥吃塑膠?日益嚴重的海洋塑膠危機——《科學月刊》
科學月刊_96
・2016/03/19 ・2147字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 622 ・十年級

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黃向文/國立臺灣海洋大學海洋事務與資源管理研究所教授兼所長,本刊副總編輯。

Credit: U.S. Fish and Wildlife Service Headquarters/Flickr
Credit: U.S. Fish and Wildlife Service Headquarters/Flickr

2015 年9 月,一篇海鳥誤食海洋垃圾的研究發表於《美國國家科學院院刊》(Proceeding of the National Academy of Sciences),許多媒體引述標題非常聳動,如「海水汙染嚴重,9 成海鳥曾吞過塑膠」、「2050 年99% 海鳥都會吃到塑膠」,真的嗎? 99% 海鳥都會吃到塑膠?這可是非常嚴重的環境問題。

因應人類對於塑膠的需求量,塑膠產量從1950 年代以來每11 年倍增,也因為塑膠難以分解,加上儲存、處置的不當,導致大量塑膠被棄置、流入海中、成為主要的海洋廢棄物。最近研究數字顯示,海中塑膠垃圾的數量以對數成長,其密度已達每平方公里58 萬片。這些海洋垃圾可能使海洋生物因為纏繞、吞食無法消化、或者內含有毒物質致死。迄今,已有600 種海洋生物體內發現海洋垃圾。

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於是,一群關心海鳥的科學家找出1962~2012 年間曾紀錄海鳥誤食垃圾的文獻,發現135 種海鳥中有80 種(59%)曾誤食海洋垃圾;個體方面則平均有29%。配合186 種海鳥的分布、覓食策略、體積大小、抽樣方法,再結合全球海洋塑膠垃圾的分布,模擬預測海鳥誤食海洋垃圾的高風險區。進而推論倘在今天進行此研究,預估90%海鳥個體的體內會有垃圾,到2050 年則有99% 種類的海鳥會誤食海洋垃圾。結論也提到,誤食垃圾風險最高的是在紐澳鄰近海域、海鳥種類分布最多的區域,並非海洋垃圾密度最高的水域。

試想,如果你有機會在2050 年到海邊賞鳥,每看到100隻就會有99 隻胃內有海洋塑膠垃圾,那是多驚人的景象?先回頭比較原文與媒體報導,「99% 海鳥」與「99% 種類的海鳥」就有不同,「種類」與「數量」是截然不同的定義。這是中文媒體在翻譯外文新聞時,未仔細查證的結果。其次,倘從數據反向解讀,海鳥中有41%物種(或71%個體)沒有誤食塑膠垃圾,從這個數字來看是否會比較安心?

此類研究屬於後設分析(Meta-analysis),利用多篇前人研究,將各文章之統計資料經過標準化等各種統計過程,得到整合性結果,提供世人對該議題的全面性了解。不過,我們可以從相關資料來源與方法,思考幾項此類環境議題研究的可能誤差:

Q1. 抽樣種類偏差?

從「種類」來說,全世界海鳥多達350 種,生態習性各有不同,對於掠食表層食物的鳥類,誤食垃圾的情況較嚴重;而覓食深層食物的海鳥,誤食垃圾比例較低。但該研究蒐集到的鳥種資訊未達半數,如何僅能依據半數海鳥的分布與誤食趨勢,就誇言另外半數的海鳥在未來30 年內也都將誤食海洋垃圾?

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Q2. 抽樣地點誤差?

有關分布水域,結論認為海鳥誤食海洋垃圾的熱點在紐澳外海等南半球水域,然而,此觀點也顯示其可能為抽樣地點的誤差,因為紐澳水域海鳥種類眾多,相關研究也多。然而,該文章沒有交代相關論文的涵蓋水域或是各區域內的研究數量。因此,目前認為誤食比率較低的水域,其實可能是因為研究較少而造成,這部分仍尚待討論。另有科學家表示,在南極洋裡棲息有數量極高的海鳥(例如企鵝),但鮮少發現他們誤食塑膠垃圾,這部分可能歸功於南極條約的保護力,所以未若作者所言的嚴重。反之,在夏威夷群島研究信天翁的海鳥學者則認為夏威夷鄰近太平洋海域,才是海洋垃圾密度最高的地區,學者也見到越來越多住在中途島的信天翁幼鳥因為誤食海洋垃圾而亡,不認為熱帶水域相對比較安全。

Q3. 研究發表謬誤?

對於此類研究,都可能存在「研究發表誤差」,如果科學家蒐集到的海鳥胃內沒有誤食垃圾,則不具有發表效應,也不會有期刊接受此類「沒有保育價值」的文章。通常是情況越嚴重者,被接受的機率越高,長久以往,能夠見諸期刊的都是情況較危急的研究,因此,如果單純以研究報告分析,可能會造成高估。

這篇文章令人聯想到兩篇海洋保育界的文章,其一是在1990 年代,澳洲科學家發表一篇有關日本延繩釣漁船誤捕的海鳥數量,推估結果認為南太平洋每年因為延繩釣漁業而混獲的海鳥超過十萬隻,引起保育團體憂心忡忡,呼籲政府採取行動。為此,聯合國糧農組織召開多次專家諮商會議,並於1999 年通過乙份避免延繩釣漁業意外混獲海鳥之國際行動計畫,之後更因此成立「信天翁與海燕保育公約」,力推各項海鳥保育措施。但該研究僅利用一艘漁船在短短數個月期間、澳洲沿岸水域的混獲狀況。實際上,海鳥分布並非平均,漁船作業水域亦然。該文章忽略此現象,直接相乘結果造成此極大偏差,之後發表的文章也依據混獲變化情況下修數值。但不可諱言,因此引發的海鳥保育浪潮也的確發揮保育功效。

無獨有偶地,一群英美科學家在2006 年發表一篇文章,預估2048 年將無魚可吃,亦引起各方關注。即便受到一些海洋漁業學家的質疑,第一作者隨後也在2009 年發表文章表示此類過度漁撈的危機能夠被控制。不過,在2006年之後,因應該文章的論點而發起的許多海洋資源保育行動、生態標章等開始風行,相信對於資源保育仍有一定之成效。

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所以,從研究方法觀點來看,該等論文或有可議之處,然而,不過才兩周之後,一篇類似的文章隨後於《全球變遷生物學》(Global Change Biology)期刊發表,該文以海洋垃圾與海龜分布區域的資料進行模擬,表示有52% 的海龜可能誤食海洋垃圾。開始有科學家評論這現象有如海洋版寂靜的春天,塑膠垃圾對於海洋的危害已經不下當年DDT 對於陸地環境的危害,我們應該採取積極的行動全面抵制、減少塑膠類垃圾的使用,這才是研究之後更深遠的呼籲吧!

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科學月刊_96
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