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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

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。

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?

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。

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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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

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)。臉書:荒誕遊牧。