光害影響鳥類的擇偶行為

所謂的晝夜節律（circadian rhythm）或「生物時鐘」，對於地球上一切眾生的行為都會發生影響。而光它在生物時鐘裡扮演的角色，是作為一個重要的「節律調節器」（Zeitgeber）。光對於動物的生物時鐘的影響，尤其在鳥類更明顯。光使得鳥類知道什麼時候該交配、繁殖、覓食或遷移。如果自然晝夜節律受到人造光的影響，鳥類的自然行為模式可能也會發生變化。 

人工光源在城市對人類、動物和它們的環境都有負面影響。從今年開始，維也納的行為生物學家們開始研究光害對在維也納森林中的藍山雀（blue tits）有何影響。研究團隊認為，這項研究可能有助於了解夜間光源對鳥類的生殖行為的影響，同時也可以協助未來在城市發展時，透過降低特定區域的光源，盡可能地減少對動物和生態系統發生負面影響。 

藍山雀是很好的研究模式，因為他們的交配和生殖行為已經廣為瞭解。此外，他們經常在城市繁殖，因此被暴露在人造光之下的機會很多。 

藍山雀（Cyanistes caeruleus）。圖片來源：維基百科

科學家們用大約三個星期的時間，使用LED燈來研究夜間光源對鳥類的活動模式，如唱歌、交配行為、雛鳥的發育，以及壓力相關激素等。實驗期間，研究團隊在維也納森林的不同區域，於日出前以及日落後各以兩小時使用LED燈照射。

由於不同性別的藍山雀，在進行擇偶行為時有不同的偏好。比方說雄鳥希望有明亮的光，而雌鳥可能更喜歡留在黑暗中。此外，雄性藍山雀是早晨的歌手。健康狀況較佳的雄性藍山雀，會在黎明前就開始唱歌。而過去的研究也知道，雌性的藍山雀往往會偷偷的跟伴侶以外的雄性交配。因此，研究團隊要找出是否人工光源是否會在雄山雀的兩性的擇偶行為產生衝突。

科學家們發現，光害可能會造成雌鳥與伴侶之外的雄鳥發生配對（extra-pair copulations）的情形增加，造成後代有不同的父親的機率上昇。（筆者按：這樣對藍山雀是好還是壞呢？基本上藍山雀原本就會做這樣的事，所以這只是程度的問題。） 

由研究結果可知，晝夜節律會影響擇偶，但這是否也影響雛鳥的發展呢？研究團隊發現，人造光可能使休息時間縮短，對幼鳥造成壓力。 

當然，光害也可能會影響維也納森林的其他生物，例如昆蟲。它們是森林許多居民的重要食物來源，因此，如果昆蟲的行為受到光害的影響，也會間接影響到森林中其他生物的營養狀況。

城市的燈光對人的安全和舒適有其重要性。然而，城市規劃應該考慮到的另一個面向是，有些光源是是否的確有必要設置。例如發光廣告牌，就是不必要的東西。同時，也應該規劃一些「無光區」。研究團隊希望這個研究結果可以促使決策者更加關注和思考這方面的問題。 

筆者按：許多生物的生長與繁殖都會受到光的影響。或許對於城市夜間的燈光應該要管制，比方十一點過後（或營業時間結束時）就應該關閉招牌的燈光，而廣告看板，不論是數量或使用時段，更應該管制。之前聽說西部的e-Tag閘道使用藍光來補光，其實藍光對於許多動植物都是「起床」的信號，是否有人有興趣去研究一下，閘道附近的動植物是否受到影響呢？ 

參考文獻：

2014/7/25. Science Daily. 'Light pollution' may affect love lives of birds in the Viennese Forests

你吃的東西會影響你的睡眠

大家是否曾有這樣的經驗：在一個晚上的大吃大喝以後，第二天早上爬不起來，或全身都不舒服？筆者因為多年來早上都習慣了吃麵包（富含碳水化合物），中餐、晚餐則只會吃少量的碳水化合物配上大量的蔬菜與適量的蛋白質，有一次因為太忙，在中餐時吃了一碗泡麵（碳水化合物），結果整個下午都不舒服。後來才發現，只要中餐、晚餐不要吃那麼多碳水化合物（白飯、麵包、麵條等），就不會覺得不舒服了。當時覺得很奇妙，原來身體竟然會因為中餐吃得像早餐來跟我抗議嗎？沒想到最近在日本的一個研究，就是在告訴我們，如果多年來我們的三餐的內容（碳水化合物、蛋白質、脂肪等）已經固定了，那麼我們的身體也會做好相應的調整，這時如果打破這個規律，就會產生不良影響。

是否有人跟筆者一樣，多年來早餐都吃麵包？
圖片來源：維基百科

最近由山口大學（Yamaguchi University）明石誠博士（Dr. Makoto Akashi）領導的研究團隊出版於「細胞報告」（Cell reports）期刊的研究成果，對於如何通過飲食控制調節生物時鐘（biological or 'circadian' clock），提供了新的見解；未來或許可以以此來幫助不同狀況的患者。報告中也提到，胰島素（insulin）可能參與了重新設定時鐘。

胰島素（insulin）。圖片來源：維基百科

生物時鐘對決定一天中的最佳睡眠時間、最清醒的時段、以及某些生理過程進行的時間都擔任了重要角色。時鐘使特定的基因在一天中適當的時間表達到最高，使生物能夠適應地球的自轉所帶來的晝夜變化。 生理節奏和環境節奏之間長期的不同步現象（chronic desynchronization），不僅會使生理功能降低，而且還有造成疾病的顯著風險：如糖尿病、心血管疾病、睡眠障礙和癌症。

生物時鐘包括兩個主要途徑。第一個途徑與光有關，目前已經有許多研究成果了。第二個途徑與食物有關，這部分了解得不多。明石博士和他的同事們在使用培養的細胞以及小鼠的實驗中發現，在培養的細胞中，胰島素，這種在進食後會分泌的胰腺賀爾蒙，可能涉及生物時鐘的設重新定。 以胰島素為媒介的相位調節，可以使攝食相關組織在進食時間和組織功能之間進行同步，從而有效地消化和吸收。簡單來說，胰島素可以幫助我們的「胃時鐘」與進食時間同步。

這個研究結果，提供了如何通過飲食控制來調節生物時鐘的寶貴資訊。例如時差（jet lag）的調整，研究人員建議晚餐應該搭配可以促進胰島素分泌的食物，這可能會導致生物時鐘的相位超前（用白話來說，就是把時鐘往前調），而早餐則相反。（筆者按：如果讀者朋友像我一樣，多年來三餐吃什麼類型的食物都已經固定了，或許在出國時可以試試晚餐吃得像早餐，早餐吃得像晚餐，或許對時差的調整有幫助）調查結果還顯示，對於有胰島素阻抗（insulin resistance，為第2型糖尿病患者的特徵）的人，經由食物來調整時鐘未必有效。這個研究成果，也提醒了我們，用胰島素治療患者時，可能會對患者的生物時鐘產生副作用。

參考文獻：

2014/7/10. What you eat may affect your body's internal biological clock -- ScienceDaily