動物建築大師

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撰文／鄧恩（Rob Dunn）
翻譯／王心瑩

重點提要 鳥類、哺乳類、魚類、社會性昆蟲和許多動物，都會建造豐富多樣且細緻的巢穴。研究人員很早就知道，動物的基因和行為必然經過一番演化，才能建造出這些結構。 直到最近數十年來，科學家才逐步了解動物建築的遺傳學、動物巢穴的物理學，以及讓許多腦袋很小的動物建立起龐大帝國的行為規則，這些規則有時簡單到令人驚訝！ 或許有一天，人類能夠依循社會性昆蟲的建築規則，建構一些電腦程式，設計出更有效率的現代城市。

 

       長久以來，我很著迷於動物建造的巢穴。我花了好多年仔細研究數百種動物的巢穴，例如螞蟻、白蟻、胡蜂（wasp）、鳥類、魚類和小鼠等，我會在野外戳刺這些動物的巢穴、在實驗室操控牠們的行為，也查閱其他科學家的研究。我曾經挖掘好幾公尺深的洞，試圖探查螞蟻巢穴的底部；我也曾配戴呼吸管潛水去找藍鰓魚（bluegill fish），觀察牠們挖洞，並試圖接近牠們圓盤狀的巢。小時候，我甚至試圖游進海狸巢。

 

       研究這些動物巢穴時，我看過各種不同型式，讓我大為驚奇。有些巢穴是很長的筆直地道，有些呈分枝眾多的迷宮狀，還有隨意旋轉的螺旋形或極度複雜的碎形。然而我發現，每一種結構最了不起的地方在於它會演化。每一種巢穴的型式，正如動物的四肢、眼珠顏色、表皮和基因，都是構成物種個體不可或缺的一部份。建造巢穴的指令必然（至少有一部份）是記錄在這些動物建築師的基因內。

 

       直到現在，生物學家終於逐步了解這些動物巢穴的構造究竟如何演化而成。最近的研究精確標定出一些負責調控巢穴建築行為的基因，也揭露了不同動物巢穴型式的物理原理，甚至能解釋一些腦袋很小的動物通力合作建造出整個「動物大都會」的方法。就像許多精采故事一樣，這則故事的開端也要從車庫說起。

 

打造實驗鼠的家

       2003年，霍克斯特拉（Hopi E. Hoekstra）還是一位年輕的科學家，當時她在美國加州大學聖地牙哥分校任教，努力想解答小鼠行為與基因之間的關聯，她已經知道不同種小鼠會建造出不同型式的地道。

 

       韋伯（Jesse N. Weber）當時是霍克斯特拉實驗室的學生，他想知道能否找到一些與建造特定型式巢穴有關的基因。韋伯的第一項任務是製作出夠大的室內圍籠，能容納夠多的泥土，好讓小鼠可以在土裡挖掘地道。韋伯運用夾板、釘子、遊戲場的沙土和其他便宜且容易取得的材料，拼湊出一個個圍籠。由於實驗室內沒有足夠的空間能容納這項研究計畫所需的設備，他便在緊鄰霍克斯特拉住家的車庫裡組合出這些圍籠。成品非常醜，但是成效不錯；那是以萬用膠帶和雄心壯志組成的一系列小屋。

 

【本文轉載自科學人2015年2月號】