都市的噪音,会加速鸟类的老化?

对于很多上班族来说,我们早已经习惯了都市的生活,在夜深时刻,泡上一杯咖啡,听着音乐,远离都市的喧嚣和噪音,可以说是下班后最舒适的享受了。

我们都知道,都市的喧嚣有时非常让人不愉快,更是有研究报告指出,人类长期暴露在噪音中,可能会提高健康的风险,导致听力受损、高血压、失眠、甚至是心脏病;因此噪声污染也成了公共卫生的重要话题。

但人类可以用耳机或耳塞来避免噪音,生活在都市的鸟儿可就没有这么幸运了,无论是白天还是夜晚,它们都必须沐浴在城市的噪音中,听着喇叭、引擎声此起彼伏。这些噪音对都市中生活的鸟类会有哪些健康影响呢?虽然鸟类心脏病并不常见,但今年新的研究告诉我们:生活在噪音环境下,学习唱歌的青春期雀鸟──班胸草雀 “端粒”构造缩短的速度加快,可能造成它们加速老化。

什么是端粒?为什么端粒缩短显示了这些鸟儿有加速老化的情况?端粒是一种在真核细胞中,染色体最末端的构造,在平常可以防止染色体被分解,而 DNA 复制机制中,端粒则扮演另一个关键角色。要理解这个角色,我们得先从 DNA 的结构开始谈起,DNA 是我们的遗传物质,由许多核苷酸单体所组成,构成 DNA 双股螺旋结构主干的糖类分子是去氧核糖。去氧核糖的结构中有五个碳,科学家会将这些碳加上编号 1~5,而 DNA 则是由两股长链组成我们常见的“双股螺旋”结构。

在 DNA 复制时,因为 DNA 的读取方向必须固定由 3 端读到 5 端,新股则由 5 端制作到 3 端,导致另外一股:延迟股只能一小段、一小段的复制,再由 DNA 聚合酶补齐中间缺失的片段。而延迟股复制到末端时,会有一小段无法被复制到,导致每次复制都会有损失。遗传资讯相当重要,如果复制过程中丢失了基因可能会造成可怕的后果;在这样的情况下,真核生物 DNA 末端演化出了重复的可丢弃序列,这就是端粒的主成分。

而当细胞中的端粒长度消耗到一定比例时,就会启动细胞凋亡,因此生物学家推测和端粒细胞的老化机制有关系。顺带一提,人类体中有部分的细胞可以修复缺失的端粒,包含干细胞;但如果修复端粒的机制表现在不该表现的地方,细胞凋亡不受控制,那就成了骇人的癌细胞。

那么,科学家又是如何得知正在学唱歌的班胸草雀会被噪音影响的呢?

班胸草雀是种原生于澳洲的鸟类,常被用于鸟类行为方面的研究。研究者将样本分成三组,第一组是雏鸟和他们的父母,第二组则是 18~120 天大的鸟,第三组则是控制组。控制组的鸟儿非常幸福,没有暴露在噪音之下,前两组则需要在白天接受 80 段不同、来自慕尼黑的噪音荼毒;到了晚上,研究团队则间歇性的播放 40 段不同的噪音。

当然,每一组的鸟儿都有充足的食物和饮水,每周还可以吃到两次新鲜蔬菜和水煮蛋,虽然生活的空间不如在野外宽敞,但相对来说绝对是安全、安逸的许多,除了实验组得生活在噪音中。

最后的研究结果发现,第二组的草雀端粒缩短相当明显,而第一组的幼鸟们则几乎没有受到影响。18~120 天大的鸟有什么特别?这个阶段的草雀正处于“感觉动作学习期”,是学习歌唱的重要阶段,如果错过了这段期间,他们就会无法学习如何唱出美妙的歌。歌声直接的影响了草雀的社交、择偶,这也解释了为何草雀在此阶段会对噪音如此敏感。如果是我们,在这样充满噪音的状况下,加上学习唱歌的关键期不容错过,压力一定非常大。如果学不会唱歌,对草雀们的“鸟生”一定会有极大的负面影响,甚至还可能成为一辈子的鲁鸟,这可能就是为何此段时期的鸟类会对噪音如此敏感。

许多研究都探讨过噪音和鸟类的互动,曾经有研究指出噪音会影响幼鸟体中的皮质酮(一种和压力反应有关的激素)分泌减少,类似的状况也发生在人类“创伤后压力心理障碍症”的患者身上。也曾有研究指出,生活在都市的鸟类和乡村的鸟类叫声相当的不同。

这个研究给了我们一个重要的启示:即使实验中提供的环境安逸舒适、物质资源丰富,噪音的存在对鸟儿还是会有显著的负面影响。更何况是生活在充满空气污染的都市中?随着都市化规模越来越大,噪音污染显然是个需要重视的问题。

参考资料:

Passchier-Vermeer, W., & Passchier, W. F. (2000). Noise exposure and public health. Environmental health perspectives, 108(Suppl 1), 123.

Dorado-Correa, A. M., Zollinger, S. A., Heidinger, B., & Brumm, H. (2018). Timing matters: traffic noise accelerates telomere loss rate differently across developmental stages. Frontiers in zoology, 15(1), 29.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. B. (2014).