日本斑馬紋乳牛研究獲搞笑諾貝爾獎,為防治蒼蠅帶來新思路

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Should Wyoming Ranchers Paint Zebra Stripes On Their Cows? Science Says ...

趣味獎項,實用成果

簡單的塗裝,為研究團隊贏得了重量級榮譽。2025年9月18日,一組日本研究人員在波士頓大學獲頒搞笑諾貝爾生物學獎,原因是他們發現,替乳牛畫上醒目的黑白條紋,可使蒼蠅停落次數減少約一半。搞笑諾貝爾獎由《不太可能的研究年刊》(Annals of Improbable Research)雜誌於1991年創立,表揚那些先讓人發笑、再引人思考的研究。頒獎現場氣氛正好呼應這個理念:團隊成員在致詞時揮舞假蒼蠅,研究人員小島智樹(Tomoki Kojima)則亮出一件斑馬紋上衣,贏得台下熱烈歡呼。

目錄
  1. 趣味獎項,實用成果
  2. 為什麼要把牛塗成斑馬
  3. 條紋為何讓蒼蠅難以判讀
  4. 實驗內容
  5. 動物福利與蒼蠅造成的損失
  6. 牧場能否大規模採用
  7. 輕鬆有趣的典禮,認真嚴謹的科學
  8. 重點整理

這項研究提出一種成本低、無須使用殺蟲劑的構想,為畜牧業最棘手的問題之一提供解方。廄蠅、虻等吸血蠅會造成疼痛、傷口和壓力,降低牛隻增重和產乳量,有時還會引發需要治療的感染。許多牧場仰賴化學殺蟲劑和驅蟲劑,但抗藥性日益令人憂心。研究人員將黑色牛隻變成斑馬般的模樣後,發現牠們遭叮咬的次數減少、情緒也較平穩,顯示這種做法可作為符合動物福利目標的新工具,也有助減少化學藥劑的使用。

在日本黑牛的田野測試中,身上畫有白色條紋的牛,腿部和身體上的蒼蠅停落次數比未塗裝的牛少了一半。牠們甩頭、跺腿等驅趕蒼蠅的行為也比較少。若在黑色毛皮上畫黑色條紋,則沒有作用,這表示效果來自視覺變化,而不是塗料氣味。研究發現也呼應了長期以來關於斑馬條紋及昆蟲視覺的探討。對日本而言,這座獎項延續了亮眼紀錄:該國研究人員已連續第19年至少獲得一座搞笑諾貝爾獎。頒獎典禮共頒發十項科學與藝術領域的獎項。

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為什麼要把牛塗成斑馬

生物學家世世代代都在探討斑馬條紋的作用。其中一種主要說法認為,條紋有助驅趕吸血蠅。昆蟲會綜合氣味、體熱、動作、形狀、顏色,以及表面反射偏振光的方式等訊號來尋找宿主。高對比條紋會同時干擾其中好幾種訊號,讓蒼蠅更難鎖定目標並停落。

黑白色塊反射光線的方式不同,並會在極短距離內改變偏振狀態。蒼蠅的視覺系統仰賴視流和偏振光的快速變化來判斷速度與距離;這種閃爍可能擾亂牠們接近目標和停落的過程。皮膚下的肌肉會帶來細微動作,讓條紋形成不斷變化的明暗區域。結果是,蒼蠅難以判讀的移動目標。

條紋為何讓蒼蠅難以判讀

蒼蠅透過複眼觀察,擅長偵測動態和圖案。當蒼蠅接近表面均勻的物體時,視流平順,容易停落。條紋會把平順的視流切成交替的色帶,使各色帶呈現的視覺動態彼此衝突。如果條紋還快速改變偏振狀態,畫面就會失去一致性,昆蟲的停落動作可能因此受阻。這與乳牛研究的核心發現相符:深色毛皮上的白色條紋會改變視覺環境,黑毛上的黑色條紋則不會。

實驗內容

研究團隊以日本黑牛為對象。這種牛常用來生產和牛。研究人員讓每頭牛依序接受三種處理:使用水性塗料和遮蔽膠帶在深色毛皮上畫白色條紋;在同樣的深色毛皮上畫黑色條紋,以控制塗料氣味及處理過程可能造成的影響;以及不塗裝。觀察人員記錄牛身和腿部的蒼蠅停落次數,並記下牠們甩頭、甩尾和跺腿等驅蠅行為。團隊也在第二個放牧季重複實驗,以確認效果是否能持續出現。

白色條紋帶來明顯差異。與未塗裝的牛相比,有條紋的牛吸引的蒼蠅約少50%,花在防禦動作上的時間也較少。黑色條紋沒有帶來改善,支持了效果來自視覺圖案,而非塗料氣味的說法。不過,塗料幾天內就會褪色,因此研究人員指出,若要在實驗場地以外使用,就需要更持久的方法。

消息傳開後,日本農民開始探索更耐久且對動物安全的塗料,甚至嘗試漂白毛髮來製作條紋。田野回報指出,牛隻對這些做法的耐受度良好,也沒有出現負面影響。實際操作方式仍在改進,包括多久需要重新塗裝,以及如何處理大批牛群等問題。

任職於日本農業與食品產業技術綜合研究機構(NARO)的小島智樹表示,這項計畫起於一名養牛農民請團隊協助解決吸血昆蟲問題。研究人員從一段介紹斑馬條紋的電視節目得到靈感,想到在乳牛身上測試視覺伎倆。

在頒獎典禮上,小島也談到參與這項計畫的人們。

我們感謝同事、朋友和家人的支持。

他補充,這份肯定將鼓舞團隊繼續研究,讓這個方法更適合牧場實際使用。

這個獎項會激勵團隊繼續嘗試。
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動物福利與蒼蠅造成的損失

廄蠅和虻帶給牛隻的不只是困擾。牠們會刺穿皮膚吸血,留下疼痛的腫包。壓力和傷口可能導致感染、食量減少及休息受干擾。累積一整個季節,牛隻增重和產乳量都可能因此下降。業界估計,吸血蠅每年為美國畜牛業造成約22億美元損失,包括產量減少和治療費用。

畜牧業者會採取多種防治措施,例如含殺蟲劑的耳標、滴劑、噴霧、誘捕器和牛舍風扇。每種方法都有其限制。大量使用化學藥劑可能促使害蟲產生抗藥性,也會引發環境和工作者安全方面的疑慮。視覺驅避則提供另一種選擇。如果條紋能減少蒼蠅停落,牛隻遭叮咬的次數就會減少,可能降低用藥需求並減輕壓力。情緒較平穩的牛隻能花更多時間進食和休息,傷口也更有機會癒合。

在一些和牛牧場,蒼蠅高峰季節的害蟲壓力會使牛隻減少放牧。只要能減少牛隻在戶外遭叮咬的次數,就能讓業者有更大的調度彈性,也有助實踐動物福利目標。如果這種圖案能在牧場和牛欄中保護牛隻,也能讓工作人員受益,因為成群的蒼蠅同樣會滋擾人類,並在不同表面間傳播病原體。

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牧場能否大規模採用

早期研究使用的水性塗料幾天內就會褪色,因此耐久度和人力是主要難題。替整群牛塗裝需要時間,雨水、泥巴和牛隻理毛都會破壞條紋。日本業者已試用更耐久、對動物安全的配方,也嘗試漂白牛毛,製作能維持更久的白色條紋。有些業者則試用模板和滾筒,希望能在例行照護時加快塗裝速度。

條紋的細節也值得探討。研究使用的是黑色毛皮上的垂直白色條紋。條紋寬度、間距和方向,可能會因蒼蠅種類或光線條件而影響效果。毛色較淺的牛可能需要深色條紋,才能形成強烈對比。不同地區和季節的試驗將有助確認何種設計最有效,以及簡單的模板是否就能達到大部分效果。

成本主要取決於人力。材料價格不高。如果條紋能減少感染並降低殺蟲劑用量,對小型和中型牛群而言,這種做法可能較划算。在大型牧場,使用機械噴塗設備,或在趕牛通道設置塗裝站,也能提高實用性。即使只在蒼蠅高峰月份部分採用,也可能有所助益。

小島表示,這種方法可能減少農藥使用,並緩解對環境抗藥性的疑慮。其目的在於增添一道視覺屏障,讓牧場減少使用化學藥劑,而非取代所有其他工具。這符合綜合害蟲管理的理念,也就是搭配多種措施,以取得更好的成效。

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輕鬆有趣的典禮,認真嚴謹的科學

搞笑諾貝爾獎以歡樂和好奇心著稱,獎項由諾貝爾獎得主頒發,觀眾會互相投擲紙飛機。每年典禮都有輕鬆有趣的主題,今年則安排了一齣以消化為主軸的迷你歌劇。得獎者會收到一份戲謔風格的紀念品,也會獲得學校教室和研究實驗室的廣泛關注;許多奇特構想往往正是在這些地方逐漸發展成真正的突破。

獎項創辦人曾用一句話概括這項宗旨,也很適合形容斑馬紋乳牛和愛吃披薩的蜥蜴。

每一位搞笑諾貝爾獎得主做的事情,都是先讓人發笑,再讓人思考。

乳牛研究與其他別出心裁、又富有啟發性的研究一同登上頒獎舞台。幾項亮點如下:

  • 測試在食物中加入鐵氟龍,能否增加食物體積而不增加熱量。
  • 找出卡喬佩佩起司胡椒麵醬汁開始結塊的時機,以及如何讓醬汁保持滑順。
  • 發現多哥的彩虹蜥蜴偏愛四種起司披薩,勝過其他配料。
  • 證明母親食用大蒜後,母乳會帶有蒜味,而嬰兒通常能接受。
  • 測量飲料能否讓人更流利地說外語,並以荷蘭語作為測試語言。
  • 研究酒精對蝙蝠的影響,包括飛行和回聲定位能力。
  • 記錄一根指甲長達35年的生長情況。
  • 從設計角度探討鞋子發出的惡臭如何影響人們使用鞋架的感受。

重點整理

  • 日本研究人員因在乳牛身上畫白色條紋以驅趕蒼蠅,獲得2025年搞笑諾貝爾生物學獎。
  • 有條紋的乳牛遭蒼蠅停落的次數約少50%,防禦動作也比未塗裝的牛少。
  • 黑色毛皮上的黑色條紋沒有作用,支持效果來自視覺機制,而非塗料氣味。
  • 實驗使用的塗料幾天內就會褪色,因此農民正在探索更持久的塗料和漂白毛髮的條紋做法。
  • 廄蠅和虻估計每年為美國畜牛業造成22億美元損失。
  • 這種做法可望減少農藥使用,也有助因應抗藥性疑慮,作為綜合害蟲管理的一環。
  • 日本已連續19年獲得至少一座搞笑諾貝爾獎,今年的頒獎典禮在波士頓大學舉行。
  • 其他得獎研究涉及食物中的鐵氟龍、義大利麵醬汁的物理特性、蜥蜴對披薩的偏好,以及酒精對語言能力和蝙蝠的影響。
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