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黑冠麻鷺,公民科學的第一哩「鷺」

YTLai_96
・2016/05/10 ・2966字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 464 ・五年級
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圖/作者攝影。

你可能看過這隻草地上的怪鳥,也可能知道牠叫做黑冠麻鷺,但你可能沒注意到有些個體的腳上戴著有色腳環。這其實是一項已經持續六年的公民科學計畫,希望藉著你的熱心通報目擊黑冠麻鷺,加入黑冠麻鷺故事館一起討論這種古怪又逗趣的鳥類,能夠讓我們更加了解黑冠麻鷺的生活。

初春三月的大學校園,時陰時雨的傍晚,雜沓來往的學生們渾然不覺溼潤空氣裡偶發的悶沉嗚嗚聲響。那是繁殖季即將開始的黑冠麻鷺公鳥,正鼓著喉嚨求偶。

舊時難見堂前鷺

黑冠麻鷺(Gorsachius melanolophus, Malayan Night Heron)是鷺科(Ardeidae)麻鷺屬的鳥類,從英文俗名 Malayan Night Heron 可知,黑冠麻鷺主要分布於馬來西亞和中南半島一帶,在臺灣則在中南部有固定的族群。二三十年前,黑冠麻鷺在台灣的族群量稀少,在賞鳥圖鑑上屬於「稀有留鳥」等級,加上多半在淺山森林底層活動的隱密習性,非常不容易觀察。

但不知為何,十幾年來,黑冠麻鷺的族群逐漸往北部擴展,而且似乎開始適應了都會環境,因此在各大校園、植物園、公園等都市綠地裡也越來越常見。原本的稀有留鳥,到現在簡直是各大公園草坪上的常客。加上黑冠麻鷺主要取食蚯蚓,覓食時動作優雅緩慢、小心翼翼,在空曠草地上活動時經常駐足良久,一旁經過的行人就算低頭滑手機,單用眼角餘光不需抬頭也很容易注意到牠的存在,根本不需要望遠鏡就可以仔細觀察。因此以現代人低頭族的能見度而言,說不定還比傳統都市三寶「麻雀、白頭翁、綠繡眼」這些小型鳥類更常見。

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圖/作者攝影。

隨著黑冠麻鷺越來越常見,我們對牠們的了解之貧乏相對的也越來越明顯。這麼顯眼又在人類周遭活動的鳥種,其實正是良好的野生動物研究類群,不但可以從都市生態學的角度切入,了解野生動物對人類環境的適應和利用,在環境教育和生態保育方面也是一個良好的目標物種,能夠讓社會大眾從身邊常見的動物開始,意識到我們生活的周遭並不是只有人類和寵物,還有諸多的野生動物共享這片土地。

黑冠麻鷺知多少?

雖然黑冠麻鷺好像隨處可見,但是鳥類的移動能力畢竟相當良好,也許今天在這個校園看到的黑冠麻鷺,跟昨天在那片草地上看到的是同一隻個體也說不定。建立一套個體辨識的系統以掌握黑冠麻鷺的個體數量,可說是黑冠麻鷺調查研究的重要基礎。因此,2010 年開始,台大森林環境暨資源學系袁孝維教授領導的實驗團隊便成立「黑冠麻鷺繫放小組」捕捉繫放台大的黑冠麻鷺,以利後續黑冠麻鷺的族群動態、生活史、活動及領域範圍、播遷能力等研究。六年的時間過去,黑冠麻鷺繫放小組的成員歷經更迭,現在繫放的任務和相關研究主要是由袁老師的博士生張樂寧和碩士生許暐咏兩人負責。

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袁孝維老師(右前排)指導的黑冠麻鷺繫放小組,左起戴著安全帽的兩位是許暐咏和張樂寧。圖/取自黑冠麻鷺故事館

在大學生的眼中,黑冠麻鷺看起來或許傻傻、走路又慢,甚至還有「大笨鳥」的渾號,但是要捕捉牠們並不如想像中的容易。傳說中,黑冠麻鷺傻到靠著「聲東擊西」的方式——一人在牠前面吸引注意力或以蚯蚓誘引,另一人從後面慢慢靠近——就能雙手抱起來。坦白說,作者多年前就曾把一隻可能是不太有活力的個體從遊客腳邊抱到僻靜處,強者我朋友進行生態學實驗時也曾經用蚯蚓聲東擊西引誘過一隻。但是,絕大多數的個體其實還是頗有戒心,根據 2011台大校園黑冠麻鷺調查報告所述,黑冠麻鷺成鳥大概靠近到 4 公尺就會開始逃離(飛行或快走),根本是大智若愚。

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黑冠麻鷺亞成鳥。圖/作者攝影。

也因此,黑冠麻鷺繫放計畫剛開始時,繫放小組曾經盤算以手抄網捕捉地面上的黑冠麻鷺,但很快就發現捕捉成功率極低,只有涉世未深的亞成鳥「比較」容易捕捉。至於以蚯蚓聲東擊西或是作為陷阱的誘餌,根據樂寧和暐咏的描述也是幾乎毫無用處。而國外進行鳥類研究時會用到的炮網,雖然能夠在一段距離外發射並且覆蓋相當面積聽起來很威,但因為槍砲彈藥管制條例的緣故,由火藥擊發的炮網無法在台灣使用;由彈簧擊發的炮網則是每次發射後都要送回原廠重新裝填鳥網,實在非常不實用,因此炮網在台灣也是毫無用武之地。

看我迅速低調逃跑
看我迅速低調逃跑。圖/作者攝影。

但願鷺兒愚且魯

既然地面捕捉很困難,趁著雛鳥還沒離巢年幼可欺的時候探巢帶出雛鳥,迅速測量完形質之後加上標記完成繫放再把雛鳥送回家這樣外星人綁架式的作法,反而是個保險得多的辦法。黑冠麻鷺的巢雖然築在樹上,但巢不小也不太難找。因此繫放小組在黑冠麻鷺生殖季開始前,就會注意台北各大公園和校園的樹上是否有黑冠麻鷺築巢,若是有看到撿樹枝叼巢材的黑冠麻鷺,也可以追蹤牠的去處來尋找巢位。由於黑冠麻鷺的巢離地平均 10 公尺,遠高於一般鋁梯的範圍,巢位的樹枝粗細和位置也不適合用攀樹的方式探巢,因此繫放小組總是必須請來升降台車幫忙,才能安全又快速的將雛鳥帶到地面完成測量,加上標記後放回巢中。

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黑冠麻鷺繫放小組在地面準備採樣工具。圖/取自黑冠麻鷺故事館
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黑冠麻鷺繫放小組搭乘升降車探巢。圖/取自黑冠麻鷺故事館
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黑冠麻鷺繫放小組測量雛鳥嘴喙長度。圖/取自黑冠麻鷺故事館
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黑冠麻鷺繫放小組測量雛鳥重量。圖/取自黑冠麻鷺故事館

在繫放小組訪巢的多次經驗中,黑冠麻鷺親鳥幾乎都會在巢旁警戒、不時鼓著身上的羽毛威嚇或是大聲尖叫,但還好從來沒有出嘴攻擊過(想想那啄穿土壤叼蚯蚓的短嘴……)。至於雛鳥的反應,畢竟虎父無犬子,除了跟親鳥一樣會鼓著稀疏毛躁的細白絨毛威嚇之外,還會張開血盆大口增強效果。

威嚇中的雛鳥,根本迅猛龍無誤(圖片來自黑冠麻鷺故事館)
威嚇中的雛鳥,根本迅猛龍無誤。圖/取自黑冠麻鷺故事館

身為狂吃猛拉的雛鳥,有時候也會把肚子裡的食糜反吐出來干擾進犯的繫放小組,或者是瘋狂大便以阻礙繫放人員的行動。不過繫放小組成員畢竟經驗豐富,區區食糜或鳥糞不只沒什麼阻擋的效果,甚至會讓繫放小組眼睛一亮,趕緊把吐出來的食糜小心翼翼的收集起來,以便有機會一窺雛鳥到底都吃了什麼東西。

雖然黑冠麻鷺主要取食蚯蚓,但雛鳥威嚇反吐的食糜中也有其他的食物(圖片來自黑冠麻鷺故事館)
雖然黑冠麻鷺主要取食蚯蚓,但雛鳥威嚇反吐的食糜中也有其他的食物。圖/取自黑冠麻鷺故事館

想看更多關於黑冠麻鷺的故事,請繼續看〈黑冠麻鷺,公民科學的第一哩「鷺」(下)〉。

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YTLai_96
47 篇文章 ・ 16 位粉絲
也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》