澳洲的甘蔗蟾蜍（Rhinella marina）發展出互噬行為（cannibalism）

 

圖片來源：維基百科

原產於中南美洲的甘蔗蟾蜍（cane toad，Rhinella marina）是兩棲類中最大的，成體體長可達24公分。在族群密度較低的地方，甚至可以長得更大。

可能是因為被認為體型大一定吃得多，甘蔗蟾蜍在20世紀初期就開始被不同的國家引進到他們的農地裡，用來吃掉害蟲。但生物可不總是那麼聽話，在1935年八月，澳洲政府為了控制甘蔗田的主要害蟲白皮蚧（Dermolepida albohirtum），從夏威夷引進了102隻甘蔗蟾蜍，將牠們釋放在甘蔗田裡。

沒想到，這些甘蔗蟾蜍們並沒有去吃掉白皮蚧。主要的原因可能是因為白皮蚧都住在甘蔗頂端，蟾蜍爬不上去。不管怎麼說，這些甘蔗蟾蜍開始向外擴散，在附近的河流於池塘中產卵。

由於甘蔗蟾蜍的外皮有劇毒（除了蟾蜍毒素bufotoxin外，還有嗎啡），在澳洲當地沒有天敵，於是這些甘蔗蟾蜍們就「一生無量」了。據估計，目前澳洲大約有兩億隻甘蔗蟾蜍！

這麼多的甘蔗蟾蜍，牠們之間當然也存在著生存競爭。之前就有些人開始觀察到，這些甘蔗蟾蜍的蝌蚪們會互相吞食，尤其是老齡蝌蚪會大吃特吃剛孵出來的小蝌蚪。

這行為究竟是澳洲的甘蔗蟾蜍所特有，還是原來的甘蔗蟾蜍就有這種行為呢？最近發表在《美國國家科學院院刊》上的研究發現，這種行為是澳洲的甘蔗蟾蜍所特有。

研究團隊發現，與牠們原生地的祖先相比，澳洲甘蔗蟾蜍的蝌蚪們吞噬掉自己兄弟姐妹的機率高了2.6倍。由於研究團隊發現，澳洲甘蔗蟾蜍的蝌蚪們會被其他同類蝌蚪皮膚所發出的氣味（可能是毒氣）吸引，因此他們進行了測試。結果發現，與牠們原生地的祖先相比，澳洲甘蔗蟾蜍的蝌蚪們受到同類蝌蚪皮膚氣味吸引的機率是30倍。

雖然目前還沒有進行基因分析，但研究團隊認為這可能與基因有關。當然，能在短短八十多年中就演化出與祖先截然不同的行為，這是非常驚人的；不過想到牠們在澳洲所面臨的生存競爭，或許也不該那麼驚訝。

參考文獻：

DeVore, J. L. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 118, e2100765118 (2021).

雌白頸蜂鳥（Florisuga mellivora）「女扮男裝」逃避性騷擾

 

雄性白頸蜂鳥。圖片來源：維基百科

雌性白頸蜂鳥。圖片來源：維基百科

白頸蜂鳥（Florisuga mellivora）有雌雄二形性，雄鳥有寶石藍的頭部、白色的胸部，雌鳥則為黯淡的綠色與棕色。

最近的研究發現，雌白頸蜂鳥的幼年期看起來就像成年的雄白頸蜂鳥。當雌白頸蜂鳥成熟時，只有八成會轉換成雌鳥的體色，其他兩成繼續維持雄性的體色。

為什麼會有部分的雌鳥不轉變羽色呢？研究團隊發現，原來是為了避免被雄鳥騷擾：如以鳥喙啄或衝撞等行為。

這讓我想到有些女性會在網路上用一個中性的名字，以避免被言語騷擾。

參考文獻：

Jay J. Falk, Michael S. Webster, Dustin R. Rubenstein. Male-like ornamentation in female hummingbirds results from social harassment rather than sexual selection. Current Biology, 2021; DOI: 10.1016/j.cub.2021.07.043

果糖（fructose）使小腸絨毛變長、吸收變好

 

果糖。圖片來源：維基百科

果糖（fructose）是一種六碳糖，也是酮糖（ketose）的一種。與葡萄糖（glucose）一起，可以形成全世界最普遍的蔗糖（sucrose）。這幾年，果糖因為高果糖糖漿（HFCS，high fructose corn syrup，俗稱豐年果糖）的關係引起大家的注意。高果糖糖漿被大量使用在含糖飲料與烘焙食品中，由於它一開始就是單糖（葡萄糖＋果糖），食用含有高果糖糖漿的食品會造成血糖快速上升。而果糖因為它的代謝與一般單糖不同（果糖只能在肝臟代謝），因此果糖被認為會加重肝臟的負擔。過去也有研究發現，攝食果糖與心臟衰竭有關。

最近發表在《自然》（Nature）雜誌上的研究發現，攝食果糖後會造成小鼠的小腸絨毛長長了25-40%，而且這個現象與養分吸收提高以及肥胖有關。

研究團隊本來並沒有要看小腸絨毛的。去年他們發現，攝食果糖會造成小鼠大腸直腸癌的腫瘤變大，所以決定要仔細看看腸子，於是有了這樣的發現。

為了要更仔細地檢驗他們的發現，研究團隊接著把小鼠分成三組。第一組餵食低脂肪飲食，第二組餵食高脂肪飲食，第三組則餵食高脂肪飲食加上果糖。結果發現，第三組的小鼠不但小腸絨毛最長，也長得最胖。

進一步的觀察發現，第三組的小鼠體內有「果糖-1-磷酸」（fructose-1-phosphate，F1P）堆積的現象。果糖-1-磷酸接著會跟「丙酮酸激酶」（pyruvate kinase）進行互動，使得小腸絨毛變長。當研究團隊把丙酮酸激酶或是負責產生果糖-1-磷酸的酵素（果糖激酶，KHK，ketohexokinase，也就是fructokinase）給移除後，果糖對於小腸絨毛就沒有影響了，顯示果糖-1-磷酸的重要。過去的研究也曾發現果糖-1-磷酸可以刺激腫瘤生長。

研究團隊認為，果糖對小腸絨毛的影響是合理的，因為夏秋時大量食物產生，接著就是漫長的、缺乏食物的冬天。而夏秋時的大量食物，很多都是富含果糖的水果，因此動物演化出把果糖做為提升消化吸收的信號，是很合理的。

對人類來說，我們過去千百萬年來攝取的醣類都是以多醣與雙糖為主，是高果糖糖漿的發明，讓我們開始攝取大量的單糖，這樣的生活形態並不是我們所熟悉的，所以攝取單糖當然會有些意想不到的事情發生。

當然，小鼠的醣類代謝與人的還是有些不同，所以能否直接把實驗結果從小鼠轉譯到人，也需要進一步的實驗證實。

參考文獻：

Samuel R. Taylor, Shakti Ramsamooj, Roger J. Liang, Alyna Katti, Rita Pozovskiy, Neil Vasan, Seo-Kyoung Hwang, Navid Nahiyaan, Nancy J. Francoeur, Emma M. Schatoff, Jared L. Johnson, Manish A. Shah, Andrew J. Dannenberg, Robert P. Sebra, Lukas E. Dow, Lewis C. Cantley, Kyu Y. Rhee, Marcus D. Goncalves. Dietary fructose improves intestinal cell survival and nutrient absorption. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03827-2

長期的孤獨會使你多吃少睡

 

圖片來源：維基百科

2020年的2019冠狀病毒病造成世界各國紛紛祭出封城來抗疫。在封城期間，人們不能出門、不能聚會，這對身為社交生物的我們，會造成什麼影響呢？最近在果蠅（Drosophila）的研究，提供了一些重要的參考。

研究團隊為了要研究社交隔離（social isolation）對動物的影響，選擇了果蠅做為模式生物。果蠅的一生大約為30-50天，每天要睡16小時（包括午睡與夜間的睡眠）。實驗將果蠅放在12小時光照與12小時黑夜的環境。

研究團隊先將果蠅分成1,2,5,25,100隻為一組，放在容器裡七天。測試的結果發現，只有單獨被留在容器裡的果蠅出現睡眠障礙，且主要干擾到的是午睡。

接著研究團隊把果蠅分成1與25隻一組，分別放在容器裡一、三、五、七天。測試的結果發現，只有單獨在容器裡的果蠅在五天與七天出現睡眠障礙，且七天的狀況比五天嚴重，主要影響到的還是午睡。

接著研究團隊分析了孤獨一、七天與成群的果蠅的基因表現。研究團隊發現，孤獨了七天的果蠅其基因有214個表現與孤獨一天以及成群的果蠅不同（後兩組看不出明顯區別）。這214個基因主要牽涉到的功能包括了氧化還原、一碳代謝以及碳水化合物的代謝，還有與睡眠相關的基因。其中表現最受到影響的20個基因中，有兩個基因Limostatin（Lst）與Drosulfakinin (Dsk)。Limostatin是抑制胰島素的賀爾蒙，其表現可被飢餓誘導；而Drosulfakinin則是受到飽食誘導。這兩個基因的表現，在孤獨七天的果蠅裡Limostatin上升，Drosulfakinin下降。另外tobi基因--這個基因會受到果蠅的胰島素與升糖素調節--的表現也上升了。總的來說，在表現最受到影響的20個基因中，有7個與飢餓有關；而受到影響的214個基因裡面，有32個與飢餓有關。實驗結果也發現，孤獨的果蠅吃得比成群的果蠅多，且只有孤獨七天的果蠅出現這個現象。

接著研究團隊想知道，到底睡眠障礙與多吃是否與神經相關，結果他們發現P2神經元與這些現象有關。當他們把這些神經元關閉，已經孤獨七天的果蠅就不再多吃少睡了；而如果把孤獨一天的果蠅的P2神經元給活化，這些果蠅就會開始出現多吃少睡的症狀。但若在成群的果蠅中活化P2神經元，並不會出現這些症狀。

所以，長期的孤獨會活化P2神經元，讓果蠅開始出現多吃少睡的症狀。類似的症狀也出現在社交隔離的人們。究竟為什麼長期的孤獨會使人多吃少睡呢？研究團隊認為，對社交生物來說，孤獨或許是個危險的信號，所以社交生物們在長期孤獨時會多吃（儲備能量）少睡（保持警醒），以便應付未知的危險。

參考文獻：

Wanhe Li, Zikun Wang, Sheyum Syed, Cheng Lyu, Samantha Lincoln, Jenna O’Neil, Andrew D. Nguyen, Irena Feng, Michael W. Young. Chronic social isolation signals starvation and reduces sleep in Drosophila. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03837-0

貓咪喜歡不勞而獲

 

圖片來源：老葉

如果可以不用工作就拿錢，你工不工作呢？過去的研究發現，包括人類、黑猩猩、獼猴、雞、原雞、鴿子、灰熊、鬃狼、老鼠、長頸鹿和豬等動物，不論是棲息在保護區、動物園、實驗室和家中的野生或家養動物，在不用工作仍可以取得食物的狀況下，他們還是會工作。

這讓人想到過去幾年曾在不同國家推動的「基本收入制」：在沒有條件、資格限制，不做資格審查的狀況下，由機構提供你一筆生活所需的薪資，看看是否會對人的生活造成影響。

回頭來看看貓咪。過去曾以六隻家養貓進行實驗後發現，貓咪寧願不勞而獲：也就是說，牠們跟其他的動物不同。

但是六隻畢竟有點少，所以最近科學家們又找了十七隻家貓進行實驗。實驗以一個食物拼圖（food puzzle）來做為測試系統，觀察貓咪是否會選擇先玩拼圖再吃東西，或是直接選擇食物。

這次實驗的結果還是發現，貓咪們直接選擇了食物。

當然，不能排除食物拼圖無法引起貓咪們的興趣；但這個實驗結果也讓我們意識到，貓咪可能真的跟許多動物（至少是過去曾測試過的那些動物）大不同。

參考文獻：

M.M. Delgado et al. Domestic cats (Felis catus) prefer freely available food over food that requires effort. Anim Cogn, published online July 26, 2021; doi: 10.1007/s10071-021-01530-3

兒童與青少年攝取超過三分之二的過度加工食品（ultraprocessed food）

 

圖片來源：BBC

過度加工食品（ultraprocessed food）是什麼？一般我們可以用工業加工程度來幫食品分類。幾乎沒有加工的，如蔬菜、水果、牛奶、肉類等，這些被認為是沒有加工的食物。一旦經過人為的加工處理，就被稱為加工食品。簡單來說，黃豆是沒有加工的食物，豆腐就是加工食品，而豆雞、豆腸等大概就可以被認為是「過度加工食品」了。像上圖中的巧克力、蛋糕、臘腸、披薩、冰淇淋、雞塊等就被認為是過度加工食品。

雖然食品加工可以幫食物添加養分（如牛奶添加維生素D）、讓食物可以延長保存期限、提升食用的方便等，但食品加工也常常給食物添加了過多的糖、油或鹽，移走了纖維素，讓食物變得更不健康，更不用提加工的過程中會增加食物的碳足跡了！所以少吃點加工食品，對自己的健康是比較有好處的，更不用提「過度加工食品」囉！

最近發表在JAMA上的一篇研究發現，從1999年到2018年，我們的兒童與青少年攝取過度加工食品的量增加了。增加最多的是外帶或冷凍披薩與漢堡，從2.2%到11.2%；其次是包裝好的零食與甜點，從10.6%到12.9%。

唯一值得高興的是，從飲料中攝取的卡路里減少了51%，從1999年的10.8%降到5.3%。

從族群看來，這20年來攝取量改變最大的是黑人，其次是美裔墨西哥人、白人。分析兒童與青少年的家長的教育程度與家庭收入，並沒有發現什麼不同，顯示了過度加工食品的攝取並未受到家庭收入與教育程度的影響。這個研究一共調查了33,795個兒童與青少年，所以是值得注意的。

由於過度加工食品通常嗜口性較佳，所以常會吃太多（有沒有不小心吃掉一桶冰淇淋的經驗？）而導致肥胖；過去的研究也發現，吃比較多的過度加工食品與早死有關。

到底為什麼兒童與青少年在最近這20年來攝取更多的過度加工食品呢？這就有賴於進一步的探討了。但不論從健康來說，或是從環境友善來說，少吃一點過度加工食品，都是有好處的。

參考文獻：

Lu Wang, Euridice Martínez Steele, Mengxi Du, Jennifer L. Pomeranz, Lauren E. O’Connor, Kirsten A. Herrick, Hanqi Luo, Xuehong Zhang, Dariush Mozaffarian, Fang Fang Zhang. Trends in Consumption of Ultraprocessed Foods Among US Youths Aged 2-19 Years, 1999-2018. JAMA, 2021; 326 (6): 519 DOI: 10.1001/jama.2021.10238