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現代生物科普


被誤會數十年的海豹獵殺事件
在大眾的印象中海豹一直被認為是可愛的一類動物,牠們有著圓滾滾的身軀,配上其笨拙滑行的模樣,成為許多人心中的萌系代表。然而,這種可愛的外表卻常常讓人忘記一件事,海豹實際上是一群貨真價實且兇猛的掠食者。牠們食性廣泛,從烏賊、魚類到海鳥,甚至是同類都有可能出現在海豹的取食名單上。在某些情況下海豹展現出的行為甚至非常暴力,尤其在繁殖季時期關於雄性海豹的暴力事件更是層出不窮。 灰海豹母親與其幼崽(圖片來源:Diego Delso,採用 CC BY-SA 4.0 授權。) 自 1980 年代以來,西北大西洋各地均有海豹屍體被發現,且均有嚴重的創傷,根據傷口的形態以及牙齒碎片,這其中一部分被歸類於大白鯊(Carcharodon carcharias)的捕食,但其餘大多數屍體都出現螺旋狀的撕裂傷,這被認為可能來自於格陵蘭鯊(Somniosus microcephalus)的捕食,還有另一種假設認為這種螺旋狀傷痕可能與船隻的螺旋槳拖曳有關,直到 2016 年,才有研究人員直接觀察到這些螺旋狀撕裂傷的成因,其來自於灰海豹(Halichoerus grypus)的捕食
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沒有蝌蚪階段的蛙類是怎麼演化出來的?
蛙類最常被人認為是兩段生命的動物,孵化即是蝌蚪,再經過變態變成四肢的成蛙。事實上無尾目(Anura)的演化裡有許多蛙類走上了另一條路,牠們把蝌蚪階段從生命史中移除,讓胚胎直接在卵內發育成一隻小型蛙。這種模式稱為直接發育(direct development),特徵是卵通常產在陸地環境,有些物種的卵內胚胎還保留蝌蚪的祖徵,有的則蝌蚪形態已不那麼明顯,意思是蝌蚪期與變態期被移入胚胎期內完成,而且這階段可能被趨於縮短。此外直接發育的蛙類卵數往往較少,卵較大,卵黃儲備更多,胚胎更依靠卵黃營養完成發育。 瘤肱灌樹蛙(Raorchestes tuberohumerus)的卵,裡面的小蛙已成形(圖片來源:Girish Gowda,採用 CC BY-SA 4.0 授權) 現生無尾目中,直接發育占相當可觀的比例,且分散於多個蛙類支系。至少有 22 個科可見直接發育的物種,像是卵齒蟾科(Eleutherodactylidae)、短頭蟾科(Brachycephalidae) 與壯腹蛙科(Craugastoridae)被列為直接發育的常見類群;塞舌蛙科(Soogloss
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跨越實驗室與野外影像:SuperAnimal 技術如何提升追蹤動物行為的方法
動物的每個動作包含了大量可被量化的細節,鼻尖的位置、四肢的角度、尾巴的擺動、身體重心的變化,還有每一次站立、奔跑、探索與停頓,都能成為理解神經系統、疾病、動物福利與生態適應的線索。過去若要從影片中精準追蹤動物的動作,研究者通常必須先挑選影像、手動標記動物身上的關鍵點,再訓練一個專門模型。DeepLabCut 這類開源工具已經大幅降低門檻,只需要數十到數百張標記影像,就能建立相當可靠的動物姿態估計模型。不過這套流程仍有一個限制,每個實驗室都可能研究相似的動物,卻反覆標記相似的身體部位,各家自己訓練相似的模型。更麻煩的是不同資料集即使都在標記小鼠的鼻子,命名上也可能使用 nose、snout、mouse1_nose 等不同名稱;有些資料集只標記 4 個點,有些標記 20 個點以上。這些不一致讓不同實驗室的資料難以整合,也限制模型跨實驗室、跨場景使用的能力。 DeepLabCut 動物行為追蹤技術 於是有人提出了 SuperAnimal 的技術,核心目標就是把動物姿態估計推向更通用的階段。研究團隊希望建立一種預訓練模型(pretrained...
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深紅厚甲與鉤狀長足的智利盲蛛—魁厚盲蛛(Pachylus crassus)
厚盲蛛屬(Pachylus)是一個南美新熱帶的盲蛛屬,早在 1839 年便已命名,隸屬於盲蛛目(Opiliones)瘦腿盲蛛科(Gonyleptidae)的厚盲蛛亞科(Pachylinae)。 (圖一)魁厚盲蛛雄性(圖片來源:gatofans(ika),採用 CC BY-NC 4.0 授權) 這個屬的成員目前被認為主要侷限於智利中部,過去曾有文獻認為牠們也出現在阿根廷與烏拉圭,但後來證實那些紀錄並不正確。厚盲蛛屬的共同特色包括背甲(carapace)粗壯、背盾(dorsal scutum)表面具顆粒狀突起、眼丘(ocular mound)上有一枚錐狀突起,以及各步足跗節(tarsus)的跗分節(tarsomeres)獨特數量(四個步足的跗節分別的跗分節數為 5:n:6:6)(圖二、圖三)。盲蛛不會結網捕食,主要是在地表或植被低層到處巡行、搜尋可獵捕的食物。 (圖二)蜘形綱步足存在七節,基節(短,灰色)、轉節(短,紅色)、腿節(長,綠色)、膝節(短,藍色)、脛節(長,紫色)、蹠節(長,棕色)以及跗節(短,青色)(圖片來源:Stemonitis,CC
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大象其實也會用水管為自己淋浴
隨著越來越多的研究與觀察展開,科學家發現,很多動物的認知能力都比以往人們所以為的要高很多,其中最為明顯的就有大象,牠們不只有著複雜的社會結構,也展現出很多特殊的行為,其中亞洲象(Elephas maximus)甚至被發現有埋葬並哀悼幼象的行為。 這些研究成果讓科學家們更好奇,亞洲象還會做些什麼事?所以展開了更多相關的研究。其中一項研究來自柏林動物園,研究對象為三隻雌性亞洲象,包含瑪麗(Mary)、安佳麗(Anchali)以及潘帕(Pang Pha),研究人員提供這三隻大象塑膠軟水管,並讓水從中湧出,以此來觀察三隻大象的行為,結果發現瑪麗竟然會直接使用象鼻捲起水管來為自己淋浴,而安佳麗則會在瑪麗淋浴時對水管採取各種操作來阻斷水流。 瑪麗與安佳麗使用水管示意圖(圖片來源:Urban, L et al(2024. ),採用 CC BY-NC-ND 4.0 授權。) 接下來就一起來看看該研究到底觀察到了什麼吧。 首先是瑪麗,當牠看到水管想要淋浴時,可以在五秒之內用象鼻將水管捲起來淋浴,淋浴的平均時間是七分鐘,如果水被關掉,瑪麗就會將水管丟棄不再使用。..
5月13日讀畢需時 4 分鐘


為什麼白蟻能在雨季裡飛行?翅膀微觀下的祕密
白蟻中的有翅繁殖蟻(alate)的飛行是一生中的殖民時刻,成熟有翅個體會在特定季節離開原本的巢穴,飛往新的地點尋找配偶,並嘗試建立新的群體。許多白蟻偏偏選在雨季期間或雨後不久進行這場冒險,原因是雨水讓土壤變得鬆軟,有利於落地後挖掘、鑽入地下,開始新的巢穴生活。不過雨季也帶來另一個問題,對體型細小、翅膀輕薄的昆蟲來說,水滴可能會干擾飛行、增加重量、破壞翅面結構。白蟻若要在雨中飛行,翅膀必須能盡快擺脫水滴,避免被雨水拖垮。 有翅繁殖蟻集體飛行(圖片來源:Roshan Gracious,採用 CC BY-SA 4.0 授權) 於是一項研究從這個問題出發,透過顯微觀察檢視白蟻翅膀表面的細微構造。研究者使用微分干涉相差顯微鏡(differential interference contrast microscopy)與掃描式電子顯微鏡,觀察來自英國倫敦自然史博物館館藏的白蟻標本,涵蓋高等白蟻(higher termites)與低等白蟻(lower termites),共 54 個物種、16 個科/亞科;高等白蟻是指屬於白蟻科(Termitidae)的白蟻,
5月12日讀畢需時 3 分鐘


用光學雷達重建動物在棲地的可見視野
許多動物在自然環境中依賴視覺資訊判斷周遭狀況,例如辨識掠食者、搜尋獵物與定位同類。視線能否延伸取決於棲地的植被密度、樹幹分布與地形起伏等環境結構。這種可見度定義為從某一觀察位置出發,所有未被遮蔽視線所涵蓋的空間範圍。此範圍直接影響動物能接收的視覺訊號量與方向。森林中濃密的灌木層會阻斷低高度的視線,高大樹冠則可能影響向上的視野,各種障礙物在不同距離與角度形成遮蔽,使可見度呈現高度不均勻的分布,意味著動物在不同高度與位置會接收到截然不同的視野資訊。 傳統測量可見度的方法多使用一塊固定大小的板子,稱為遮蔽板(profile board),放置於觀察者一定距離之外。研究人員會從觀察點拍攝該板子,並計算被植被遮蔽的比例。此方法通常在幾個固定方向進行,例如東南西北四個方向,每個方向的結果再平均成一個可見度指標。然而此設計只涵蓋單一距離,無法反映更遠或更近的視線變化,且由於測量方向有限,讓側面或斜向的視線資訊被省略,當環境結構不均勻時,單一方向的測量就可能過度影響整體估計。 為了描述完整的視覺空間,有項研究採用視域(viewshed)的概念,將所有可達視線納入
5月7日讀畢需時 4 分鐘


蜜蜂跳舞不只報路,還要拉觀眾
蜜蜂是一種會採集花蜜的昆蟲,牠們將花蜜帶回巢穴,經由一系列步驟最終釀造成蜂蜜,成為廣受人們喜愛的一種甜食。蜜蜂通常會組成一個巨大的群落,共同生存於蜂巢之中,整個蜜蜂群落內,不同個體有著不同的工作,採集花蜜自然也有一群蜜蜂負責。 蜜蜂(圖片來源:Gideon Pisanty (Gidip) גדעון פיזנטי,採用 CC BY 3.0 授權) 那麼問題來了,花並不是到處都有,總有某些地方的花特別多,如果有蜜蜂在採集花蜜時遇到了大量的花叢。不會講話的蜜蜂要如何通知巢穴裡的其他夥伴,花叢的正確位置? 答案非常的特別,蜜蜂會用跳舞的方式知會同伴。其跳舞的方向,含有花叢方位的資訊,至於距離則以其單次跳舞的時間來詮釋。具體而言其舞蹈的移動路徑為 8 字形,蜜蜂會在中線上搖臀前進,結束時則會從外圍繞回去再開啟下一輪舞蹈的循環,而蜜蜂在中線上的搖臀時間就代表了距離的遠近。距離越遠搖臀時間越長。 蜜蜂跳舞示意圖(圖片來源:Emmanuel Boutet. Kilom691,採用 CC BY-SA 2.5 授權) 關於蜜蜂跳舞的這件事,已經讓人們了解到蜜蜂社會
5月6日讀畢需時 3 分鐘


「毒液說」與「細菌說」,科摩多巨蜥的毒唾怎麼來的?
科摩多巨蜥(Varanus komodoensis)作為現存體型最大的蜥蜴之一,其體重可達約 80 公斤,分布於印尼多個島嶼。牠們的獵物範圍涵蓋鹿與野豬等大型哺乳動物,捕食能力不僅來自體型優勢或咬合力,其牙齒屬於鋸齒型牙齒(ziphodont),邊緣帶鋸齒,能夠有效撕裂獵物的皮膚與肌肉,造成大範圍的組織破壞。 科摩多巨蜥(圖片來源:Jakub Hałun,採用 CC BY 4.0 授權) 長期以來人們對科摩多巨蜥的致命機制存在爭議,曾有部分人認為是牠們口腔中的細菌主導獵物死亡,不過在毒液腺被發現之後,這種觀點已被修正。 科摩多巨蜥的毒液由多種蛋白質組成,包含富含半胱胺酸分泌蛋白(cysteine-rich secretory proteins,CRISPs)、激肽釋放酶(kallikrein)、利鈉肽(natriuretic peptide)與第三型磷脂酶 A2(type III phospholipase A2 protein)等,這些分子共同作用,對獵物產生多方向的生理影響。毒液能干擾血液凝固,使出血持續擴大,同時降低血壓,引發休克,也會透過
5月4日讀畢需時 3 分鐘


啄羊鸚鵡布魯斯的逆襲
在社會性動物組成的群體中,往往會有多個階層,不同個體為了捍衛或者提升自己的地位,會與其他個體進行爭鬥,勝利者則可維持或提升階層。 因此在社會群體中,通常都是由年輕健康的個體取得較優勢地位,不過這當中偶爾也會有特例,比如曾經觀察到一隻雄性黑猩猩,因為小兒麻痺而失去一條手臂,但憑藉著其新發明的戰術以及與已經成為首領的兄弟結盟,在群體中獲得較高的地位,另外在日本獼猴當中也有年老雄性獼猴與雌性首領結盟,在行走能力下降的情況下依然維持首領地位。不過這些例子都有一個共通點,就是其都有結盟夥伴,那麼是否存在非正常健康個體在沒有結盟的情況下依然取得優勢地位的?答案是:有。 布魯斯(圖片來源:Grabham, A. A et al. (2026).,採用 CC BY 4.0 授權) 該案例的主角是一隻名為布魯斯(Bruce)的啄羊鸚鵡(Nestor notabilis)。 接下來就先來介紹一下啄羊鸚鵡吧。啄羊鸚鵡,是一種生存於紐西蘭南島高山地帶的大型鸚鵡,其體長可達 48 公分,身體大部分都呈現橄欖綠,頭頸部帶有些微黃綠色。其食性複雜,既會取食樹葉、水果等植物類,
4月29日讀畢需時 4 分鐘
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