生物

腦袋大的人比較聰明嗎？

似乎許多人都認為，頭顱大就意味著智力發達。因為要有高智商，就必須具備有數量較多、較複雜的神經細胞及神經網絡，所以相較於體型的比例，擁有較大的腦容量者會有較高的智商。但是在動物界中，鯨魚和大象的腦子就比人類重好幾倍，而它們的智力卻遠不如人類。 美國一項研究顯示，人類進化歷史上「智力大躍進」的年代，並非伴隨著腦容量的增大而出現。根據現代神經生物學分析這一現象認為，腦容量增大對智力的增進，只體現在某些較「低層級」的領域。例如，更大的腦容量讓原始人的五官感覺更靈敏，狩獵時投擲武器更準確，可以獲得更多收穫；讓原始人記住更多的單詞或短句，增進群落中彼此的交流等。事實上，人類智慧的高低還需考慮大腦皮質處的皺褶程度，因為大腦表面的皮質是神經元細胞本體所在之處，而內部的白質則主要是神經纖維，因此皮質的皺褶愈多，面積越大，表示神經元細胞的數量愈多，此種動物也可能有著愈高的智商，我們人類的大腦就是如此。所以，腦袋小不一定大腦細胞少，腦袋大也不一定大腦細胞多，更何況人的聰明才智，在很大程度上取決於他所受到的教育和訓練。 作者：陳怡吟 審查：林明聖

為什麼蝙蝠在黑暗中能夠自由活動不受到影響，而蝙蝠俠不行呢？

蝙蝠俠跟蝙蝠最大的不同在於：前者是依靠視覺感應來活動的人類，而後者是利用聽覺來感測周遭環境的夜行性動物，不能因為兩者名字相近就當作是相同的東西。蝙蝠在飛行時，能利用其喉部肌肉的收縮來製造超音波，再經由嘴或鼻子發射出去探測四周的環境，當周圍有障礙物時，它能藉由超音波撞擊到物體反射的回波來了解周遭的情形。蝙蝠的超音波頻率依種類不同而多變，而且其具有極佳的回聲定位(echolocation)能力，這種能力除了能讓蝙蝠清楚定位出餌（大部分是昆蟲）的距離、方向和形狀，更能知道障礙物和自己本身的位置所在。當然蝙蝠不僅在飛行時會發出高頻率的超音波，更會在受到干擾或與同伴間聯繫時發出聲音，前者稱之為定位聲，後者稱為聯繫聲，其頻率較低，人類通常可以聽到。 作者：陳怡安 審查：林明聖

動物和植物有什麼不同

動物一定都會移動嗎？ 一般來說，動物為了捕食而有明顯的反應與移動能力，但也有不移動，而像植物那樣定居的動物，例如珊瑚、海綿。牠們的受精細胞在海水中漂蕩，找到適當地方後在此定居，開始發育、繁殖，生活方式和多數海藻等的孢子一樣。在植物上常見的介殼蟲也是一樣，雌性一齡若蟲會爬行，找尋適合的落腳處，找到後就將口吻插入，吸食植物，就此定居，不再移動。 動物的細胞和植物的細胞有何不同? 主要的不同是動物的細胞沒有細胞壁，植物的細胞多數都有細胞壁。動物和低等植物的細胞有中心體，高等植物沒有中心體。動物細胞絕大多數都沒有葉綠體和液泡，植物有的有，有的沒有。不過原始型動、植物細胞間的差異比較模糊，例如單細胞的鞭毛蟲、線蟲，屬於動物或植物，專家之間未有共識。鞭毛蟲的細胞體內含有葉綠素，只要光線足夠，就會像植物一樣行光合作用，自己製造養分，維持生活，不能行光合作用的時候，就利用鞭毛來回游動，將水中的食物撥進口裡。 植物有沒有感覺？ 植物雖然沒有神經、感覺系統，但具有感受外界刺激的能力。當一盆植物放在窗邊，它會向著窗外有陽光的方向生長；最明顯的例子就是向日葵，它一整天跟著太陽自東向西開花。至於含羞草受到刺激會有閉合葉片的現象。

大象和老鼠的體細胞，哪個比較大？

體型大，細胞是不是就比較大？ 除了單細胞動物，動物的身體都是由多數細胞所組成的。以我們人為例，人體有腦細胞、表皮細胞、肌肉細胞，以及形成胃、腸、肝藏等器官的多種細胞，它們的大小都一樣，大致在直徑10μ (0.001mm)，不因為組成器官不同而有大小之分。同樣地，不管動物的種類及大小如何，體細胞的大小還是維持10μ左右。因此大象體型雖大，牠的體細胞還是和比牠小很多的老鼠一樣大小，造成牠們體型相差懸殊的原因在於細胞數目，大象的細胞數目遠比老鼠多很多。至於人體大致由100兆個細胞所組成。 體細胞數目越多，是不是就越晚成熟？ 一般來說，體細胞數目越多，成熟、繁殖期越久。因為動物的發育是由一個受精細胞開始的，兩個細胞形成的動物，受精細胞經過一次的細胞分裂，達到成熟期，四個細胞形成的動物經過兩次細胞分裂，以此類推，大型的動物由於體細胞數目多，需要更多次的細胞分裂，所需的時間也較長。因此，體重6-7公噸、體長6.5-7公尺的非州象，妊娠期間約為二十二個月，一次只產一隻小象；體重10-30公克、體長6-10公分的家鼷鼠，經過18-21天的妊娠期可產下5-7隻嬰鼠。在野外，小型動物的數目比大型者多，且較常見。

狗的鼻子有多靈敏？

狗為什麼可以當檢疫犬？ 在電影場景或機場、港口，可以看到訓練有素的狗，為了找出違禁品，貼著可疑的行李或旅客聞來聞去。狗為什麼有那麼大的本事，可以聞出違禁品的氣味？那是因為牠有超級靈敏的嗅覺器官。 跟人一樣，狗的嗅覺器官也是鼻子。人大約有500萬個附有嗅覺神經的嗅覺細胞，狗的嗅覺細胞則多達2億，附有嗅覺細胞的粘膜面積達170平方公分之多，不像人的粘膜面積只有27平方公分，因此人的嗅覺敏感度只有狗的100萬至10萬分之一。這從狗的鼻稜部份較長可以略知一二。和狗比起來，貓的鼻稜部較短，嗅覺較差，要聞出留在地面上的氣味較不利，不過貓有較狗發達的視力，可以彌補嗅覺的不足。 胡狼、豺犬等犬科的動物，也都擁有靈敏的嗅覺，牠們聞出獵物的氣味後，會發揮長跑的能力，以留在地面的氣味為線索追蹤獵物，直到獵物筋疲力盡，無法大力反擊為止。 因為有很厲害的鼻子，狗除了被用在檢疫工作，也被訓練成追蹤嫌犯用的警犬、協尋受難者的救助犬等。 鼻子長短和嗅覺靈敏度有關嗎？ 談到鼻子長的動物，最先想到的一定是大象。大象也是嗅覺發達但視力較差的動物，牠常邊走邊伸長鼻子在地面嗅來嗅去，有時還會舉起鼻子探聞附近有無狀況。野豬及早期的家豬，鼻子較長，很適合尋找土中的食物（例如植物的塊莖等），嗅覺比我們現在看到的短鼻子、完全家畜化的豬靈敏許多。在法國，有人還利用豬來尋找高級食材松露呢。 紐西蘭的特有種奇異鳥，有很顯目的長吻，鼻口長在嘴吻的末端部，和雞、鴨鼻口長在嘴吻基部附近很不一樣。奇異鳥把長長的嘴吻插入土中，以嗅覺尋找土中的食物。 鼻子是唯一的嗅覺器官嗎？ 司管嗅覺的器官不止於鼻子。我們可以看到蛇，邊走邊伸縮舌頭，因為牠的嗅覺器在舌頭，因而蛇不斷地吐舌頭，是在尋找空氣中飄浮的獵物氣味，更絕的是，牠那分叉的舌頭可以識別哪一邊分叉感受到的氣味較多，判斷出獵物在哪個方向。

小鳥為什麼能飛？

鳥類為了飛翔，作了什麼樣的犧牲？ 像鳥一樣自由飛翔於天空，是人類自古以來追求的夢想，神話中出現的天鳥、鳳凰，《西遊記》中孫悟空乘坐的金斗雲，《天方夜譚》中的飛氈等，都反映出這個願望。 飛翔的確是很有效率的移動方式，不只速度比步行及奔跑快，也能翻山越嶺，橫越森林、河流和海洋。不過鳥類為了飛翔，也付出不少代價。 為了對抗地心引力，鳥類維持著輕盈的體重，看到剝掉羽毛的鳥，就知道牠的身體是如何地細瘦。一隻體長10公分的麻雀，體重不到20公克。鳥類的骨頭很薄很輕，是空心的，像樹枝結構的樑架互相支撐著，這種構造的抗擊力差，因此我們在野外常可看到骨折的鳥兒。為了減輕體重，鳥類也沒有皮下脂肪，全靠膨起的羽毛來保暖。由於體內沒有貯藏熱量，加上飛翔很耗體力（飛翔時消耗的熱量是平常的10倍），鳥類得拼命啄食來補充熱量，因此在冬天我們比較容易誘飼鳥類。 鳥類如何利用翅膀飛翔？ 翅膀是鳥類的飛翔器官，由前肢進化而來。翅膀上長有飛羽，翅膀展開時，飛羽會連成一片，扇動空氣，產生阻力。飛翔指的就是快速地扇動翅膀，將空氣扇向下方和後方，利用空氣的反作用力上升，並向水平方向移動。由於鳥類全身長了輕滑的羽毛，整個身體呈流線型，在飛翔時能減少空氣的阻力。

河魨會不會中自己的毒？牠的毒從哪裡來？

河魨為什麼不會中自己的毒？ 河魨是含有劇毒的一種魚，1毫克的河魨毒素可以殺死5000～6000隻小白鼠，在台灣沒有把牠當食用魚的習慣，但在日本牠卻是冬季的珍餚，已建立嚴格的河魨專業處理制度。 河魨毒素在河魨體內存在的位置與毒性的強弱，依河魨種類而不同，通常多在肝臟與卵巢，其他部位較少或幾乎沒有毒性。許多種魚類對河魨毒素很敏感，取食河魨後會中毒而死，但河魨對河魨毒素具有其他魚300～500倍的抗毒性。 已知動物的神經、骨骼肌（隨意肌）的細胞膜具有讓鈉離子和鉀離子通過的小道，通常細胞內外各有較多的鈉離子和鉀離子，細胞內的電位略低於細胞外，受到刺激時，鈉離子通道會被打開，鈉離子進入細胞內，使細胞內的電位升高，當達到一定電位時鈉離子通道封閉，鈉離子通道開啟，使細胞內的電位恢復平常的狀態，這種暫時性的電位變化叫做活動電位。河魨毒素具有封鎖神經細胞內鈉離子通道的作用，使鈉離子不能流入細胞內，阻礙活動電位的產生，引起神經、肌肉運作失調與麻痺。不過，河魨由於體內含有可和河魨毒素結合的特殊物質，能抑止河魨毒素在體內發生作用，所以河魨不會中自己的毒。 以電捕食或自衛的電鰻、電鯰等，也和河魨一樣，不會受制於自己的防衛機制。有一種棲息於亞瑪遜河的電鰻，發出300～800伏特的電壓，不但可電擊一隻馬，在一些水族館還被用作燈泡的供電，來招攬遊客。但電鰻不會被自己電到，因為它的發電裝置實是一種變形的肌肉組織，而電鰻的腦、神經及其他內臟外面都被覆著絕緣性的皮膚，電鰻發出的電朝體外流出，對電鰻本身的影響極為有限。 河魨毒素是天生就有的嗎？ 研究顯示，河魨毒素是經由食物鏈慢慢蓄積在河魨體內的。河魨取食含有河魨毒素的微生物、海螺、海星等，把河魨毒貯藏於體內的。科學家曾將剛出生的河魨單獨飼養，一段時間之後發現牠的毒性已經消失。河魨毒素是一種小分子的神經毒素，對熱很穩定，不會因為烹調而遭破壞。 誤食有毒河魨多久會出現症狀？ 中毒者首先會感覺嘴唇和舌頭有輕微的麻痺感，然後這種異常感覺蔓延至臉部及四肢，漸漸感到全身無力，呼吸困難，抽搐，心律不正常，嚴重者因為呼吸衰竭而致命。河魨毒素在吃下去的5-15分鐘內就由腸胃道吸收，症狀最快在食入後15分鐘就可能出現，但也可能延遲至3小時才出現。誤食到河魨毒素要儘快送醫，處理得當，就不會危及生命。

魚游得有多快？

魚游得有多快？ 生物大約在6億年前出現於海洋之中，魚的原型出現在距今5億7千萬年前-5億1千萬年前的寒武紀，經過上億年的演化，魚已發展出更加適合水中生活的身體構造。談到魚類中的游泳高手，非大型迴游性魚類莫屬，例如旗魚類時速為96公里、鮪魚時速為80公里、鰹魚為60公里，其中鮪魚瞬間時速高達160公里，和船舶的航行速度相比較，就可知道牠們的速度有多驚人了。至於游得最慢的魚類是海馬類，尤其體長不到2.5公釐的小型海馬游速，緊急時還不到時速16公分。 什麼是迴游性魚類？為什麼牠們游得比較快？ 迴游性是指水棲生物為了覓食、產卵等生活需要，沿著一定的方向規律地往返移動。最為人熟知的迴游性魚類是鮭魚，牠們在遠洋中成長，進入繁殖期後開始從遠洋游向陸地的淡水河流，游到上游高冷的地區交配、產卵，成魚達成繁殖後代的目的後紛紛死亡。從卵孵化的稚魚則往下游遷移，出海，游到遠洋生活，等到長到繁殖期，又開始迴游到陸地的淡水河。鰻魚也具有迴游性，不過和鮭魚不同的是，產卵於海中，稚魚出生後游向河口。 迴游性魚類能游得快，和牠們紡錘狀的體型在前進時能抵抗水的阻力有關。尤其是狹長、呈新月狀的尾鰭，可以減少快速移動時遇到的阻力，而且尾柄細而有力，推進力強。牠們還具備了可收納背鰭、腹鰭和臀鰭的凹溝，需要時可將各鰭折疊起來收進凹溝裡面，讓身體完全變成紡錘狀，為了防止快泳時血壓過高，具備了強固的血管。雖然游泳時鰓的血液會被海水所冷卻，但靜脈的血液持續為它加溫，讓魚維持比海水高5-6度的體溫，擁有一直游泳的體力。 鮪魚、鰹魚等迴游性魚類的肉是紅色的，有別於鯛魚、?魚、石斑魚等非迴游性魚類的白色肉。雖然兩種肉的蛋白質含量和品質差不多，但紅色肉的脂肪、鐵分、維生素含量較多，並含有多量的胜?（Peptide），肌肉纖維較細，血管多，而且含有大量的肌紅蛋白和粒線體負責氧氣的貯藏。形成白色肌肉的肌纖維較粗，肌紅蛋白和粒線體的含量也較少。雖然紅色肌肉的收縮速度比白色肌肉慢，但可以邊補給養分邊產生熱量，較有持續性，不容易疲勞，適合長距離的游泳。鮪魚、鰹魚、鯖魚生活在海洋表層，需要不停地游泳，肌肉是紅色自然有它的道理。至於鯛魚、鰈魚、石斑魚等棲息於海底、岩礁附近，不需要長泳，需要的是爆發性的短泳能力，以便覓食或逃避害敵，因此白色肌肉佔魚肉的極大部分。

「水清無魚」這句成語有科學根據嗎？

怎樣的水適合生物生存？ 「水清無魚」這句成語常被用來形容人不要太固執，不要過分堅持自己的原則，從字面來看，指的是水太清澄，魚就無法生存。的確如此，但什麼叫做清澄，實在不容易下定義，例如去除消毒用氯氣的自來水可以養金魚，但經過蒸餾的自來水或純水無法養金魚。因為各種魚為了存活，需要溶解於水中的鈉、鈣、鉀等的各種離子，蒸餾過的自來水或純水沒有這些離子，當然不適合魚生存。 在自然界，清澄表示水域的透明度高。通常透明度高的水中，磷酸鹽、硝酸鹽等當營養源的鹽分含量較少，稍為混濁的水中兩者的含量較多。由於營養鹽類缺乏時，植物性浮游生物不容易繁衍，取食它們維生的動物性浮游生物的發生量就不多，連帶影響取食植物性浮游生物的小型魚的數量，進而影響以小型魚維生的中型魚、以中型魚維生的大型魚的生活。 雖然透明度高的水中營養鹽類含量較少，但實際情形並非如此單純。例如赤道附近的海域透明度相當高，但海底有豐富的營養鹽類，隨著低溫的海水湧到海域上層，此處聚集了各種魚，而且數量驚人，成為極佳的漁獲場。再者，小魚、稚魚並非以動物性浮游生物為食物，山谷間的一些溪流棲息著不少以水棲昆蟲為食物的魚種。位在西伯利亞南部的貝加爾湖是全世界透明度最高的湖泊，但在這裡竟然棲息了14科57種魚，其中包括體長近兩公尺的鰈類，以及6萬隻左右的貝加爾海豹。這表示貝加爾湖雖然清澄，但魚產豐富。 「水清無魚」這句成語有科學根據嗎？ 其實決定魚類能否棲息的關鍵因素不在水的透明度，而是水的品質。例如位在以色列和約旦邊境的死海，含鹽量是海水的十倍以上，高達35%，人可以浮在水面看書。當魚放養在含鹽量這麼高的水域裡，體內的水分會不斷地從鰓流出來，導致體液濃度過高而死亡。相反地，酸性過高的水也不適合魚生存。過高的酸性會影響鰓的正常運作，讓體內的鹽分流失，導致體液鹽分濃度過低而死亡。此外，溶解於水中的氧氣的濃度更是決定性的因素。空氣中的氧氣約佔四分之一，但溶解於水中的氧氣濃度通常只有0.2%左右，因此魚得不斷地開閉鰓部，吸進氧氣。魚群密集飼養的養殖池裝了水車，藉由水車的轉動送進空中的氧氣，就是這個道理。然而在自然水域，受到各種營養物質的影響，水中的氧氣往往被消耗於醱酵上，使得一些魚呼吸因難。所以「水清無大魚」是有可能的，但「水濁無大魚」也是有可能的。

長毛象是不是大象中的巨無霸？

長毛象是不是最大型的大象？ 長毛象的英文是mammoth，mammoth這字指的是一群已經絕跡的原始象，也有「巨大」的意思，長毛象更正確的說，應是woolly mammoth。從發掘出來的最大型長毛象遺骸推測，牠肩高最多3.5公尺、體重約6公噸，和現存的非洲象差不多。目前所知最小型的長毛象，體重只有1公噸左右，牠的遺骸是在西伯利亞東北方的蘭格爾島（Wrangel）出土的。據《世界金氏紀錄》的記載，已知的最大型大象肩高超過4公尺、體重近11公噸，所以長毛象不是大象中的巨無霸。 長毛象的起源地在哪裡？為什麼會絕跡？ 根據古生物學者的研究，長毛象的起源地為西伯利亞，後來向東擴大分布，渡過當時以冰原連接的白令海峽到美洲大陸，然後南下到今日南美的哥倫比亞附近。由於這裡的氣候比起源地西伯利亞溫暖，而且食物豐盛，使得牠們的身體朝向大型化發展，並逐漸成為人類狩獵的對象，最終在1萬年前絕跡。至於西伯利亞東北方島嶼蘭格爾島產的小型長毛象，因為該島人少，沒有受到狩獵的壓力，似乎存活到3700年前才滅絕，甚至有人相信牠們仍存活。

動物能不能預測地震？

動物是不是具有感應地震的能力？ 1999年九二一大地震前後，某些地區的地面出現大量的蚯蚓，不僅引起大家的注意，也讓一些人相信蚯蚓具有預測地震的能力。其實在地震發生之前，往往可以觀察到一些動物有不尋常的反應。除了人們可能感覺暈眩、耳鳴外，還包括淺海魚區出現深海魚，鯰魚、鰻魚的漁獲量大增，深夜烏鴉、麻雀喧叫，貓、狗突然亂叫或往外衝，甚至亂咬人、魚缸中的金魚突然跳出水面，老鼠突然往高處爬，不肯下來，蛇及其他爬蟲類成群爬出巢穴等的現象。這可能是因為牠們特殊的生理機制讓牠們對低頻率的震動比較敏感。 動物能不能預測地震？ 目前中國及日本等地震多的國家正著手進行動物能否預測地震的相關試驗。例如在日本，專家認為鯰魚能感受地層中微弱的電流變化，而有一些不正常的行為，曾以牠們為試驗材料，不過由於試驗都在與地層中電流隔離的研究室進行，未能證明鯰魚的行為和地震有明顯的關聯，而停止這項研究。其實若是選在接近自然環境的池塘作研究，或許可以得到不同的結果。 部分專家認為，地震發生之前，隨著岩石的破碎，帶電的地震雲會釋放在大氣中，一些生物感受到地震雲後，表現出和平常不一樣的行為。目前已觀察到在試驗室裡，受到地震雲的刺激，一些生物的神經系統會呈現異常的興奮；也發現地震雲會讓在地下休眠的動物又恢復活動，或改變海洋中魚群的迴游方式。但這種看法仍停留在假說的階段，並未得到所有專家的認同。 事實上生物界有許多未解之謎，例如候鳥的歸巢行為、鮭魚的迴游到出生地產卵等。只就昆蟲的行為和天氣預報的關係來看，就有「螞蟻成群爬出蟻窩表示會有豪雨」、「蚊蠅群飛是降雨的前兆」等值得探究的現象。尤其大蚊群飛與降雨的關係，據氣象局的分析，準確度達76%，但牠們預知降雨的生理機制仍是個謎。

章魚的墨水和烏賊的墨水是一樣的嗎?

章魚和烏賊如何靠墨水保命？ 海洋一望無際，看來祥和美麗，其實底下正進行著激烈的生存競爭。大魚吃小魚，小魚吃更小的魚，大部分的魚遇到害敵不是快速游離，就是鑽進地形較複雜的岩礁躲藏，章魚和烏賊則是另有一套保身法。牠們因為身體柔軟，成為不少大型海棲動物青睞的獵物，特別是抹香鯨類以烏賊為主要食物。遇到這些捕食者，章魚、烏賊除了快速游走外，還有一大絕招，就是使用噴出墨水的障眼法。 烏賊噴出的墨水形成黑色的一團，對方乍看還以為烏賊仍在原處而展開攻擊，其實牠早就逃走了。章魚噴出的墨水則是立刻散開，在水中形成煙幕，讓捕食者摸不清牠所在的位置，可說是一種隱遁法。 章魚和烏賊的墨水有什麼不同？ 烏賊的墨水含有由數種醣類串接而成的黏多醣，帶有黏性，因此噴出後仍能凝聚在一起，形成塊狀。章魚的墨水少含黏多醣，噴出後就隨著水流分散。此外，烏賊墨水的脂含量也比章魚的高，並且含有不少帶甜味的甘氨酸（Glycine）、脯氨酸（Proline）等氨基酸，這讓它成為一些料理的食材，其中最有名的便是義式墨魚麵，日本沖繩的黑麵也是利用烏賊墨水的黏性和糖味製作的料理。相反地，章魚的墨水不僅沒味道，而且也不能黏到食物上染色，沒有烹飪上的利用價值。 怎麼辨別章魚、烏賊的雌雄？ 光從外表不容易看出章魚、烏賊是雄的還是雌的。烏賊共有10隻腳，到了繁殖期，雄烏賊會從噴墨水用的漏斗排出一個裡面充滿精子的精莢，放在最後一對腳的末端，然後把精莢送進雌烏賊體內，或放在牠的口腔附近。因此我們只要看烏賊最後一對腳的末端形狀若不同，便知道牠是雄性。尤其雄烏賊為了保護精莢，往往這個部位沒有吸盤。至於雄章魚，第三對腳成為運送精莢的交接腕。