【科學講堂】母親懷孕耗能巨大 間接成本不容忽視
能量控制了生命的發展，所以了解生命各個步驟需要的能量，也是理解生命的重要一環。在眾多生命歷程之中，生育舉足輕重，那麼各個物種生育需要消耗多少能量，胎生動物和卵生動物會否有不同？今次就和大家探討一下。
研究人員經常運用數學模型來檢視物種不同階段所需的能量，比如說成長、餵食、生產，然後再用來分析為什麼物種會演化成牠們現在的模樣，例如牠們會生產多少後代、卵生胎生各有什麼利弊。
近日就有研究指出，一直以來對生育所需能量的估算，主要只關注胎兒本身身體的能量，卻忽略了母親懷孕時期也需要消耗的分量：比如說人類在懷孕的時候需要忍耐多月的疲勞和噁心，而大象的懷孕期更可以長達兩年；一些魚類甚至會把魚卵或剛出生的幼魚留在口中保護，以致在其中的幾個星期都無法進食。
這些懷孕時期間接消耗的能量，也應該是我們考慮的重要一環。這就好比我們要計算製做一個麵包需要多少能量，如果我們只量度麵包自身原料代表的能量，卻忽略烘培時消耗的能量，結果便不準確了。
怎樣估計懷孕所用的能量？其中一個方法就是比較懷孕的時候和之前的新陳代謝比率，再考慮整段懷孕時期的長短，就可以估算到因為懷孕而額外消耗的能量。
為了更準確地找出懷孕時期的新陳代謝比率，在2007年有研究人員將5隻懷孕的母豬放在密封的玻璃室中，再嚴密觀察經由喉管進出玻璃室的氣體，以求量度出牠們用了多少氧氣、呼出了多少二氧化碳。
變溫動物生育間接成本更低
哺乳類動物在懷孕的時候，需要長出胎盤來為胎兒提供氧氣、養分，排走廢物，還要維持穩定的體溫，這些都為懷孕帶來了高昂的間接成本，佔懷孕所需能量的90%。人類每次生育下一代需要消耗大約五萬卡路里（kilocalorie），當中間接成本的成分更高達96%。
相比之下，變溫動物對生育的投資就顯得較少。胎生的變溫動物用於生育的能量之中，就只有55%左右與這些間接的成本有關。卵生的變溫動物不需長時間把下一代留在身體之中，生育的間接成本就更低，例如斑點蠑螈（spotted salamander）的間接成本，就可以低至10%至20%。
小結
有了這些新的數據，科學家們就可以進一步更新他們對動物和生態系統的分析。除了加深我們對物種的認識，更幫助我們預測動植物未來如何應對氣候改變。隨着這些數據準確度慢慢提升，我們也希望能對生態系統有量化的理解。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
