臺灣公衛學生聯合會

科普小學堂｜No it’s…noise! 噪音對動植物荷爾蒙的影響

fphsa

文/ 天主教輔仁大學 公共衛生學系二年級 李智翔

中國醫藥大學 公共衛生學系一年級 李虹諭

一、噪音的定義是什麼?

噪音污染源的分類：
  1. 職業噪音-多來自工業，主要是廠房機器、空調運轉或作業員談話所產生。
  2. 娛樂場所噪音-人群聚集之地，比如KTV、遊樂區、商店街。
  3. 交通噪音-交通工具的引擎聲、喇叭聲、鳴笛聲(高速公路旁噪音)。
  4. 家庭噪音-嬰兒哭聲、麻將聲、談話聲、廚房噪音。
  5. 社區噪音-廟會、傳統婚喪喜慶、鞭炮聲、廣播、叫賣聲。
其他關於噪音的定義：
  1. 頻率：1~100Hz的「低頻音(Low-frequency Noise)」、1000~8000Hz的「高頻音(High-frequency Noise)」、超過20000Hz以上的「超高頻音」。
  2. 時間：影響時間在1秒以下的「衝擊性噪音(Impulsive Noise)」、時間達數秒以上的「間歇性噪音(Intermittent Noise)」、持續較長時間的「連續性噪音(ContinuousNoise)」。
  3. 地點：海洋中的「聲霧(Acoustic fog)」。

二、噪音對動物荷爾蒙的影響

對於人類方面，噪音會使人體荷爾蒙「可體松」濃度上升，導致脂肪囤積腹部，甚至如果長時間處於噪音環境下會使皮質醇(Cortisol)及腎上腺素的分泌量增加[5]，進而導致血管硬化和其他心血管疾病，而腎上腺素的增加會使人體進入「戰鬥或逃跑」狀態，導致心率加快、血壓升高等生理變化，使人難以入睡或維持睡眠狀態。

然而，對於其他陸生生物也造成許多影響，尤其是因為交通及工廠噪音時常導致附近的動物出現生殖方面的問題，長期暴露在噪音環境下會干擾動物睪固酮(Testosterone)[1][2]及雌激素(Estrogen)的分泌，進而導致動物繁殖行為受到阻礙;在《行為生態學》(Behavioral Ecology)這份研究當中，由劍橋大學研究團隊進行實驗，他們觀察了黃斑黑蟋蟀(Field cricket)在不同的聲音環境下的求偶行為，結果發現交通噪音會影響蟋蟀的交配[6]。

在其他對於噪音影響陸生動物的研究當中，鳥類的羽毛通常是判斷的基準之一，專家們主要針對繁殖季節蛻皮羽毛中的血清黃體生成素(LH)、促卵泡激素(FSH)、促甲狀腺激素(TSH)、皮質酮等荷爾蒙進行分析，因為這些激素會影響鳥類羽毛的寬度以及長度[7]，進而推測出這些被規劃為研究樣本的鳥類是否有受到噪音污染的影響。

最後是對於海洋動物的影響，比如說以「聲音」進行溝通的海洋動物受到的危害最為嚴重。因為這些生物主要依賴聲音來定位獵物或避開掠食者[8]，如果出現噪音的干擾可能導致它們在狩獵或逃跑時出現困難，影響其生存能力。長期暴露於噪音中可能會對海洋生物的生理健康產生影響。例如，鯨魚和海豚的聽覺器官可能受到損傷，影響它們的聽力和導航能力。此外，噪音可能使其感受到壓力，導致荷爾蒙水平的變化，影響海洋生物的免疫系統功能、繁殖成功率和生長發育。

三、噪音對植物荷爾蒙的影響

植物一向被認為是沒有神經元，只能感知觸覺的生物，但在過去的幾十年中，科學家曾用具高靈敏度的聲音感測器發現植物確實會產生高頻聲音，且聲音可以反應植物的感知能力[4]。例如:赫姆斯利豬籠草(Nepenthes hemsleyana)能夠反射超聲波，吸引蝙蝠排便施肥、月見草(Oenothera drummondii)得以感知蜜蜂翅膀特定頻率的聲音並提高花蜜糖分的濃度[3]，以增加授粉機會——越來越多的證據都表明植物對於聲音相當敏感。

依植物生長而言，2017年科學家在對於阿拉伯芥(Arabidopsis)的實驗中，使用持續兩週200赫茲的噪音，發現在固體介質上，幼苗的根對於聲音呈現正向性反應，會朝著聲音的方向生長，同時週鞘(pericycle)的鈣離子( Ca 2+)濃度上升、自由基(ROS)的量增加，改變其生長及發育，且鉀離子( K +)流出量增加，導致其側根變短;2021年使用100 赫茲和100 + 9 赫茲干擾持續3天共45小時，發現根尖細胞的細胞分裂增量以促進生長。同時，1 kHz/100 dB 持續 6 小時的噪音會造成番茄乙烯(Ethylete)減少，從而導致延遲成熟。

從免疫系統來說，在2016年使用500赫茲約80分貝干擾阿拉伯芥的實驗中，從轉錄組學和蛋白質組學的角度發現幾種壓力相關基因呈現正調控(Upregulation)、生長促進激素如indole-3-acetic acid (IAA)和Gibberellic acid(GA3)，以及防禦相關激素如salicylic acid(SA)、jasmonic acid(JA) 受到特定調節，令植物免疫系統更加靈敏，除abscisic acid(ABA)外，所有植物激素都發生了明顯變化;使用人造毛毛蟲的咀嚼聲音，會發現葉子中脂肪族芥子油和花青素增加，用以驅趕毛毛蟲，藉此提高防禦效果。

噪音污染也正影響著海洋植物。海草是海洋中唯一的維管束開花植物，然而《通訊生物學》(Communications Biology)雜誌上的研究表明噪音將影響水下植物扎根能力，導致海草連根拔起。海草體內澱粉體(Amyloplast)的減少也會使其失去儲存能量的能力，而在移除噪音源之後，澱粉體仍持續消失[9]。

生物學家Clint Francis曾言「消除噪音並不一定會立即導致生態功能的恢復。」聲音對於植物的影響也會與日俱增。

四、如何預防噪音

由於玻璃或金屬類家具較易反射聲波，在家具的挑選上可以選擇纖維具多孔性，能夠吸 收噪音的木質家具，以及較厚重、密度較高的門板，並注意門縫的密合程度，避免噪音干擾。

出入噪音場所時，可以適時配戴耳罩、耳塞等用品，但要注意避免在嘈雜環境戴耳機阻擋 噪音，反而可能造成聽力受損！

當然，從噪音源方面著手才是最有效的防治。

因為山區地價便宜的緣故，使得許多工廠的選址往往都在許多野生動植物的山區，而這 些工廠的出現除了破壞原有動物的棲息環境，甚至還有製作生產物時器械所發出來的噪音， 都可能影響當地原生物種的生存及繁育情形，我們認為這個問題是值得我們關注及探討的。

目前政府的政策規劃都比較以限制山坡地的開發為主，比少有直接針對噪音汙染 隔絕上的政策。因此，我們希望政府能規劃一些關於開發期間噪音汙染的政策來限制建設在 山上的工廠，比如說設立該區的工廠上限並規劃野生動物保留區，還有規定工廠的建材必須 要有良好的隔音效果並且在工廠內部四周貼上隔音海綿，最後定期規劃專人前往稽查，測量 分貝數及是否有違反規定汙染山區的作為，讓工廠設立帶來的不良影響降至最低。

五、結論

現今人類生活及科技的發展日新月異，產生噪音的種類更是千變萬化，而這些噪音不僅 困擾著我們人類自己，更是影響到居住在這個地球上的各種生命，我們將人類以及動植物受 噪音影響的荷爾蒙特別在文本中提出來討論。

噪音對人類和其他陸生生物以及海洋動物都造成了不可忽視的影響。在人類身上，噪音 環境可能導致荷爾蒙水平的改變，增加心血管疾病的風險，並干擾睡眠品質。對於其他陸生生 物，特別是鳥類和蟋蟀等動物，噪音可能干擾其繁殖行為和生理機能，進而影響族群的生存和 穩定。至於海洋動物，它們對聲音的依賴程度更高，因此噪音干擾可能對其繁殖和健康產生更 嚴重的影響，甚至危及其生存。

近年來的科學研究不僅揭示了植物對於聲音的敏感性，還發現了噪音對植物生長、生理 和免疫系統的多方面影響。從根的生長方向到植物激素的變化，以及免疫系統的調節，噪音都 在某種程度上改變了植物的生態功能。此外，海洋植物也受到噪音污染的影響，可能導致海草 失去扎根能力，進而影響海洋生態系統的穩定性。儘管消除噪音對於恢復生態功能可能需要時間，但這些研究仍強調了我們對於環境中噪音污染的重視，並促使我們更加努力地保護自 然環境，以確保植物和生態系統的健康與穩定。

在面對日常生活產生的噪音污染時，我們可以從多個方面入手，包括選擇家具、使用耳 罩、以及對噪音源進行管理和監管。尤其是針對位於山區的工廠，我們需要重視其對當地生態 和動植物的影響。建議政府制定相應的政策和規範，限制山區工廠的數量，並確保工廠建築具 有良好的隔音效果。同時，設立野生動物保留區，並定期進行稽查，以確保山區生態環境不受 噪音污染的影響。這些措施的實施將有助於減輕噪音對自然環境和生物的不利影響，實現人 與自然的永續共存。

六、參考資料

  1. Farzadinia P, Bigdeli M, Akbarzadeh S, Mohammadi M, Daneshi A, Bargahi A. Effect of noise pollution on testicular tissue and hormonal assessment in rat. Andrologia. 2016;48(9):869-73. [PubMed ID: 26762793]. Retrieved from https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26762793/(Feb 21, 2024)
  2. Taban E, Mortazavi S B, Vosoughi S, Khavanin A, Asilian Mahabadi H. Noise Exposure Effects on Blood Glucose, Cortisol and Weight Changes in the Male Mice. Health Scope. 2017;6(2):e36108. Retrieved from https://doi.org/10.5812/jhealthscope.36108 (Mar 1, 2024)
  3. Jennifer N. Phillips, Sarah E. Termondt and Clinton D. Francis Published:14 April 2021 Retrieved from https://doi.org/10.1098/rspb.2020.2906(Mar 1, 2024)
  4. Biological relevance of sound in plants.Abhishek Bhandawat , Kuldip Jayaswall.Environmental and Experimental BotanyVolume 200, August 2022, 104919 Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098847222001411(Mar 8, 2024 )
  5. 天下文化 (2023)。 別小看噪音傷害!長期暴露易增心血管疾病風險、壓力荷爾蒙分泌 ，阻礙睡眠. 健康遠見. https://health.gvm.com.tw/article/99158(Mar 5, 2024 )
  6. 吳昱賢 (2021)。 交通噪音影響動物行為 研究揭露:影響鳥類覓食習慣、蟋蟀交配能力. 動物友善網. https://animal-friendly.co/wild/26950/ (Mar 5,2024)
  7. Amjad R, Ruby T, Talib S, Zahra S, Liaquat M, Batool A. Noise-induced hormonal & morphological malformations in breeding pigeons. Braz J Biol. 2023 May 29;84:e271945. doi: 10.1590/1519-6984.271945. PMID: 37255177. Retrieved from https://www.scielo.br/j/bjb/a/rf5YGYGtbwGVFpHg5RNBmtx/?format=pdf&lang=en( Mar 8,2024 )
  8. 海洋委員會海洋保育署(n.d.)。 水下噪音對海洋動物的影響 https://www.oca.gov.tw/userfiles/A47020000A/files/D1-C1M2%20%E6%B0%B4%E4%B8%8B%E5%99%AA%E9%9F%B3%E5%B0%8D%E6%B5%B7%E6%B4%8B%E5% 8B%95%E7%89%A9%E7%9A%84%E5%BD%B1%E9%9F%BF(1).pdf (Mar 8, 2024 )
  9. Solé, M., Lenoir, M., Durfort, M. et al. Seagrass Posidonia is impaired by human-generated noise. Commun Biol 4, 743 (2021). Retrived from https://doi.org/10.1038/s42003-021-02165-3 (Mar 8,2024)
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