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神魂顛倒的氣味──性費洛蒙

神魂顛倒的氣味──性費洛蒙

神魂顛倒的氣味──性費洛蒙

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性費洛蒙是昆蟲用來吸引異性的化學物質,農民利用昆蟲的性費洛蒙,發佈假消息,達到滅蟲的目的。利用這個概念,是否能趕走生活中所有令人討厭的昆蟲呢?  7 `# T; t8 P3 N7 w7 V* k
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文/楊嘉慧. p; M0 c# t9 I
審稿/中研院細胞與個體生物學研究所助研究員 賀孝雍
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 近年來,無毒農業逐漸蔚為風潮,農民透過一種令昆蟲神魂顛倒的氣味引來害蟲,這氣味就是昆蟲的性費洛蒙。昆蟲會一路奔向氣味來源,農民便得以捕殺。這種迷惑昆蟲的性費洛蒙有什麼特性?它能誘殺害蟲,是否也能消滅蟑螂呢?
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看不見的徵友啟事, [4 o  d1 ]4 \. P0 p

$ O9 n! ~+ ^& ?6 l6 q7 X 性費洛蒙是腺體分泌的外激素,用以吸引異性。費洛蒙與我們熟知的激素不同,激素是影響生物體內各組織、細胞間作用的化學物質,費洛蒙則是同種個體間溝通的重要化學物質,如傳達警戒信號、食物地點、尋找伴侶等。中*央研究院細胞與個體生物學研究所助研究員賀孝雍指出,昆蟲之間可以利用聲音(蟋蟀、蟬的鳴叫)、光訊號(螢火蟲)、行為姿態(如蜜蜂的8字舞)等進行溝通,但利用費洛蒙溝通消耗的能量少,可長時間分泌費洛蒙傳遞訊息,其氣味分子更可繞過障礙物做長距離傳送。
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. O7 |# g( u, l. u5 a0 K5 Y! S 最早描述性費洛蒙現象的是19世紀的法國博物學家法布爾(Jean-Henri Fabre, 1823~1915)。有一天,法布爾發現將近40隻雄蛾竟在伸手不見五指的夜晚飛進實驗室,尋找一隻早上才羽化的雌蛾。為了查出雄蛾找到雌蛾的原因,他設計了幾個實驗。
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: E7 l3 p1 h3 J% c% l% s/ Y 法布爾將雌蛾放入不透氣的玻璃瓶,讓雄蛾看得見雌蛾卻聞不到氣味,結果沒有任何雄蛾被吸引過來;由此可知,雄蛾並非是透過視覺來尋找雌蛾。相較於雌蛾,雄蛾有很寬大的觸角,於是法布爾猜想牠們應該是透過觸角發現雌蛾,他將24隻雄蛾的觸角剪斷,讓牠們無法感受空氣中的氣味(雄蛾的嗅覺氣官在觸角上),果然雄蛾完全不被雌蛾吸引過來。法布爾還發現,雌蛾曾經待過的濾紙也會吸引雄蛾飛來。法布爾因此得出結論:吸引雄蛾的是雌蛾的氣味,而這個引誘異性的化學物質,後來被稱為性費洛蒙。* `6 l2 c) r1 P, [3 s* W/ t8 ~

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雄蛾接收性費洛蒙的感應器為其觸角,觸角上有許多羽狀感應器,感應器上頭有許多小孔(見放大圖),神經細胞即位於其中。當性費洛蒙進入孔中,便會活化神經細胞,使雄蟲開始振翅尋找雌蛾。(電腦繪圖∕姚裕評) 2 `7 a- _0 J/ f# W: w

9 T; T  G% y% L$ S3 ?$ J人工製造昆蟲香水  ~2 B, v$ Q/ o( U
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 性費洛蒙是昆蟲羽化成蟲、達到性成熟且尚未交配時才會分泌,此時接收性費洛蒙的感應能力也較強。雌蟲和雄蟲都有可能釋放性費洛蒙,依昆蟲種類不同而各異。就鱗翅目昆蟲而言,一隻雌蛾只要分泌數奈克(10-9克)的性費洛蒙,便能讓數公里之遙的雄蛾感受到。0 g8 k, s9 E. C
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 由於性費洛蒙具有聚集異性的特性,因此自然界早有某些動物模仿性費洛蒙的氣味,用以掠食昆蟲。例如流星錘蜘蛛(Mastophora cornigera)就常模擬雌蛾散發的性費洛蒙氣味,吸引雄蛾自投羅網。又如農民利用性費洛蒙聚集害蟲,並加以捕殺,便能降低牠們的繁殖機率。
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4 K' Y7 A# E$ J% ?7 F「誘殺法」是把吸滿性費洛蒙的橡皮塞放在寶特瓶中,瓶身打洞,即可誘使害蟲入內。(影像來源∕洪巧珍)
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4 m1 o+ P9 j: w: q# S「交配擾亂法」是以橡皮塞吸附高濃度的性費洛蒙,置於野外擾亂害蟲交配。該配方中加有抗氧化劑,可以長時間置於太陽下,保存期限視性費洛蒙的種類而定,有的可長達三個月。(影像來源∕洪巧珍)  , j! u2 E5 A1 b0 F: C; I
 農民使用的性費洛蒙是以人工方式合成,因性費洛蒙具有「專一性」,不同種生物的性費洛蒙化學組成都不一樣,即使成份相同,組成比例也不一樣,才不會彼此干擾,因此要利用性費洛蒙捕殺害蟲,得先知道每一種害蟲的性費洛蒙化學結構與配方。! d+ L  A2 ~; w

$ e4 X! R& H: Z5 [ 賀孝雍表示,破解性費洛蒙化學結構的程序相當繁複,方法也有很多種,其中一種是將羽化的成蟲放入玻璃瓶內,抽出成蟲所放出的氣味,附著在吸附劑上,再以溶劑將氣味成份溶解出來,接著進行分離與鑑定。由於性費洛蒙釋放的濃度也會影響集蟲的成效,因此在實驗室合成出性費洛蒙後,還需到田裡實驗,確定使用的濃度,才能有效吸引昆蟲。: Y, H7 a+ V3 j5 ], {5 j: L
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 現在農民常用的性費洛蒙除蟲法主要是「誘殺法」及「交配擾亂法」。誘殺法是將性費洛蒙放在內徑1毫米的塑膠管內,再放在黏蟲板上,或以紙盒、寶特瓶等製作陷阱,誘捕害蟲。交配擾亂法則是把高濃度的性費洛蒙放到田裡,迷惑雄蛾,讓雄蟲找不到雌蟲,無法交配、進而繁殖下一代;不過這種方法不像使用誘殺法可以馬上見到效果,需等到子代減少才知成果。
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! @0 y  V5 C: Y  d2 ] 既然田裡的害蟲可以用性費洛蒙消滅,那麼是否也能以此法趕走家裡的蟑螂?賀孝雍表示,利用性費洛蒙控制害蟲是有條件限 制的,它必須等害蟲長大才能進行消滅;而對於可進行孤雌生殖(不需交配即可產生後代)的害蟲,例如蚜蟲,就毫無用武之地;此外,由於此法只能在昆蟲的繁殖期間施用,生命週期長或已經交配過了的害蟲,性費洛蒙對牠們也不會有太大的吸引力。蟑螂的生命週期約一至二年,因此很難以此法消滅。
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 性費洛蒙雖然有上述缺點,但它是天然殺蟲劑,不會對環境造成污染與產生抗藥性,且具專一性,不會誤殺益蟲,因此仍值得被推廣與應用在農業上。7 X9 g! W; x$ W% a' m  ~' v
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費洛蒙香水讓你更有魅力?
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3 b- c, u: q1 A 坊間有一種費洛蒙香水,宣稱擦了之後會更有異性緣,這是真的嗎?關於人類費洛蒙實驗,最為耳熟能詳的例子是,同一寢室的女生在經過一段時間之後,生理期的日子會變得幾乎相同。此研究是由美國芝加哥大學心理與生物系教授麥克林托克(Martha K. McClintock)在念大學時發現的,當時她兼任女子游泳隊教練,無意間發現女學生的生理期一開始都不一樣,但同住1~2個月後,會出現生理期同步的現象,因此她將此研究發表於1971年《自然》(Nature)期刊。除了受同性影響,也有實驗發現,男性的費洛蒙能調控女性的生理期,使經期不規則的女性恢復正常。: B6 ^) v. l( f

, u; z0 l3 Q9 g+ a; M$ p 由此可知,人類確實會因為同伴的費洛蒙而影響體內激素的分泌。不過,就費洛蒙香水的功效而言,中*央研究院細胞與個體生物學研究所助研究員賀孝雍指出,人類對異性的喜好程度,除了嗅覺,還會被視覺與聽覺影響。換言之,可以增加吸引力的費洛蒙香水是否有效,並不容易檢測,也存在許多疑問,因此不要期望擦了費洛蒙香水,就會變成 人見人愛的萬人迷。

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