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現代生物科普(付費會員)


動物的群體睡眠
睡眠是幾乎所有動物都具有的生物現象,但不同物種之間,甚至同一物種的不同個體,其睡眠時間、結構與生理特徵都可能有很大差異。至今動物為何會演化出如此多樣的睡眠模式仍未釐清。 野生動物群體中睡眠與社會的相互作用,圖為東非狒狒的睡眠群像(圖片來源:Chakravarty, P et al. (2024). 繪圖作者:Javier Lázaro.,採用 CC BY 4.0 授權。) 隨著科技的發展,研究人員越來越有機會在野外直接記錄動物睡眠,在過程中人們發現睡眠模式會受到生態環境影響,例如野外動物的睡眠時間可能與圈養個體不同,有些物種還會改變晝夜節律。 過去的多數研究都將睡眠視為個體行為,較少考慮許多動物的睡眠其實與群體息息相關,研究人員認為,若要了解自然界睡眠模式的演化,除了環境因素外,也應將動物的社會互動納入考量。 目前已有越來越多證據顯示,社會因素會影響動物的睡眠,比如西方蜜蜂(Apis mellifera)可透過蜂巢中傳遞的振動來同步晝夜節律。狐獴(Suricata suricatta)的不同族群則各自有著不一樣的睡眠傳統,而且該傳統還可以代代相傳
5天前讀畢需時 4 分鐘


渦蟲體內發現一種會自爆的細胞,可殺死其它細胞與細菌
地中海渦蟲(Schmidtea mediterranea)是一種再生能力極強的扁形動物(Platyhelminthes),其體內存在一類細胞族群,稱為新生細胞(neoblast),屬於成體幹細胞(adult stem cell),是渦蟲維持組織更新與再生能力的核心。這些細胞會持續分裂,補充身體各處需要替換的細胞,也能在受傷後供應再生所需的新細胞。 地中海渦蟲(圖片來源:Alejandro Sánchez Alvarado,採用 CC BY-SA 2.5 授權) 強大的再生能力也帶來特殊壓力,當身體內存在大量持續分裂的細胞,只要細胞出現突變、訊號失衡、異常分化或受到病原體感染就可能造成長期負面後果。這讓渦蟲需要一套能處理異常細胞、再生來源與感染威脅的防禦方式。以往研究已知道渦蟲擁有先天免疫系統(innate immune system),但無後天免疫系統(adaptive immune system),擁有會表達組織蛋白酶(cathepsin)的吞噬細胞,不過這些免疫功能仍無法完全解釋渦蟲如何用快速且廣效的方式清除體內的危險來源。這讓研究者好奇渦蟲
7月12日讀畢需時 4 分鐘


紅血球除了運輸氧氣,還能幫忙消耗血糖
高海拔是個呼吸吃力與身體承受負荷的地方,但住在高海拔地區的人,基本上擁有較低的血糖、較好的葡萄糖耐受性,也有較低的糖尿病風險。這件事過去曾被反覆觀察到,從西藏、秘魯、厄瓜多、尼泊爾的高海拔居民都有類似的現象。
7月6日讀畢需時 4 分鐘


黑猩猩也會打鼓?黑猩猩的節奏敲擊行為分析
節奏性敲擊被認為存在於所有人類文化中,並可能是人類最早演化出的音樂表現形式之一,人類的節奏敲擊具有一些重要特徵,包括個體與地域間的差異,以及廣泛存在於各種音樂文化中的結構特徵,例如非隨機的節奏安排與等時性等。 透過分析人類近親物種的敲擊行為,則有助於了解人類節奏敲擊的演化起源,和人類一樣,黑猩猩與倭黑猩猩也會透過敲擊外部物體發出聲音,比如野生黑猩猩會敲擊具有共鳴效果的板根,並在移動或休息時展現出個體差異,同時還經常將敲擊行為融入其長距離傳播的噓喘(pant-hoot)叫聲之中。 噓喘中的黑猩猩(圖片來源:Mithunms06,採用 CC BY-SA 4.0 授權。) 然而,目前仍不清楚野生黑猩猩的敲擊行為是否具有音樂性的結構特徵,以及其節奏模式或與噓喘結合的方式是否存在地區差異。為此一項研究分析了黑猩猩底下西部黑猩猩(Pan t. verus)與東部黑猩猩(P. t. schweinfurthii)兩個亞種,及其六個族群在休息期間進行的敲擊行為,來驗證其是否具有節奏性、地區差異以及與噓喘結合。
7月4日讀畢需時 5 分鐘


袋熊的糞便為什麼是方塊形的
澳洲的塔斯馬尼亞袋熊(Vombatus ursinus)能排出一顆顆小型方塊的糞便。這件事聽起來有些趣味又謎樣,但一條柔軟的腸道,究竟如何把柔軟的糞便塑造成有稜角的形狀? 塔斯馬尼亞袋熊(圖片來源:Paul J. Morris,採用 CC BY-SA 4.0 授權) 早期有人認為這些袋熊的糞便可能是被骨盆擠壓成形,也有人猜測牠們可能有方形的肛門。但這些想法經過實際檢查後都站不住腳。一項研究利用活體袋熊的電腦斷層掃描發現,袋熊的肛門和其他動物一樣是圓形;解剖也顯示骨盆不存在足以把糞便壓成方塊的結構。其實袋熊不是靠出口形狀把糞便擠成方塊,真正的塑形過程發生得更早,位置在大腸內部。
6月21日讀畢需時 3 分鐘


座頭鯨的泡泡網捕食文化
有許多動物並非完全依靠本能行動,牠們能透過觀察或互動來學習新的行為,這種藉由社會學習在群體中傳遞資訊與行為的動物文化,不僅能提高個體的生存能力,也有助於族群適應環境變化,因此研究相關行為具有重要的生物保育意義。 在各種透過社會學習傳播的行為中覓食技巧特別重要,新的捕食策略可能提高覓食效率、增加獵物種類,並降低對特定食物來源的依賴。目前這類行為已在魚類、鳥類與哺乳類等各類群中發現,其中靈長類與鯨類更是常見相關行為。 座頭鯨(圖片來源:National Marine Sanctuaries,採用 CC BY 2.0 授權。) 在鬚鯨中座頭鯨(Megaptera novaeangliae)目前是唯一被認為具有證據表明存在廣泛社會學習的物種,除了著名的鯨歌文化外,牠們還發展出許多不同的覓食技巧,比如北大西洋族群的拍尾捕食與加拿大溫哥華島附近的陷阱捕食等,這些行為可能都會通過社會學習獲得,然目前並沒有足夠的證據證明。 泡泡網捕食畫面(圖片來源:Christin Khan,公共領域。) 在這些行為中最知名的便是泡泡網捕食 bubble-net...
6月20日讀畢需時 4 分鐘


巴拿馬雨林中會變色的桃紅色螽斯
有些動物真正高明的偽裝是牠們站在你眼前卻讓你視而不見,葉片、枯枝、石塊、腐爛斑痕,模仿這些環境尋常之物是許多昆蟲的保命外衣。棲息在巴拿馬、哥倫比亞、蘇利南一帶的費氏擬葉螽斯(Arota festae)就是一種葉片擬態昆蟲,體長約 2.7 公分,體重約 1 克,寬圓的前翅呈現淡綠色,看起來像一片嫩綠葉。不過曾有一組研究團隊在巴拿馬巴羅科羅拉多島(Barro Colorado)的一個夜晚,遇到了一隻完全不同的成蟲雌性個體,全身有著鮮烈的桃紅色。 一般綠色的費氏擬葉螽斯(圖片來源:Orthoptera Species File,採用 CC BY 4.0 授權) 桃紅色的費氏擬葉螽斯(圖片來源:Wainwright JB et al. (2026),採用 CC BY 4.0 授權)
6月14日讀畢需時 4 分鐘


被鳥類吃掉的魚卵,變成鳥糞後還有可能存活並建立新的族群
許多湖泊、池塘與濕地彼此之間並沒有直接相連的水道,但裡面卻常常出現相同或相似的魚類。這個現象長久以來困擾著生物學家,魚類究竟如何跨越陸地成功抵達新的水域並建立族群?過去曾有人提出各種假說,其中最常被提及的一種,是魚卵附著在水鳥的腳或羽毛上,被鳥類攜帶到其他水體。但實際證據始終相當有限,使這個推測長時間停留在假說層面。
3月13日讀畢需時 4 分鐘


淺談多肉植物
多肉植物在人類文化與自然景觀一直佔有特殊地位,從沙漠中的仙人掌到窗邊盆栽的景天科植物,它們肥厚飽滿的外型令人聯想到水分充足與生命力的堅強。多肉植物的主要特徵在於能夠將水分儲存在植物組織中,使植物在外界水源短暫中斷時,仍能維持一定程度的生理活動與代謝運作。
3月9日讀畢需時 4 分鐘


當血液必須爬上兩公尺,長頸鹿血液循環系統會遇到哪些生理挑戰?
長頸鹿高聳的身形如何將血液送到遠在兩公尺以上的頭部?血液有重量,重力將它往下拉,會對血液產生靜水壓梯度(hydrostatic pressure gradient),使得每增加 1 公尺高度,就需要額外約 77 mmHg 的血壓才能維持正常的血流。故長頸鹿的心臟必須長期維持極高的動脈血壓,才能讓血液打上去,讓大腦獲得足夠的血液供應。
3月6日讀畢需時 4 分鐘
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