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長得有點像,但叫聲不一樣:新種「太田樹蛙」,發現!

  • 林思民|臺灣師範大學生命科學系教授,長年研究草蜥斷尾與候鳥掠食之間的交互作用,並發表數篇與猛禽相關的研究。
  • 王盈涵|臺灣師範大學生科系畢業,現於臺中一中擔任代理教師。

太田樹蛙(曹家銘攝影)

耳熟能詳的蛙鳴聲,隱藏著分類學上的重大秘密?

隱藏種指的是外觀非常相近,過去未經鑑定的種類;人是高度仰賴視覺的動物,鑑定物種常常首先以外觀作為首要的依據。但也有許多的物種利用其他的訊號溝通,例如:聲音(包含超音波)、氣味或費洛蒙、紫外線反射、電波或震幅。

這次的研究是透過遺傳、形態、叫聲、和行為反應,由臺灣師範大學生科系師生王盈涵、蕭郁薇、林思民等人,再度在臺灣發現新種樹蛙。這個新種樹蛙從過去大家熟知的「日本樹蛙」之中所獨立出來;本研究結果已於近日發表於國際期刊《公共科學圖書館》(PLOS ONE)。

日本樹蛙(左,梁彧禎攝)與太田樹蛙(右,曹家銘攝)。圖/臺灣師範大學提供。

鳴叫聲是蛙類求偶時吸引母蛙最重要的工具,同時也是蛙種彼此判斷同類的依據。然而,臺灣對蛙類聲學的研究尚處於起步階段;而更鮮少被應用在分類和行為的研究之中。

本研究的主角日本樹蛙是臺灣溪流環境中最常見的蛙種,在全臺灣所有的流域,只要有乾淨的溪流,就有日本樹蛙的蹤跡。春夏之際,日本樹蛙的成蛙大量開始出現在溪流周邊,而在有些地點,牠們的族群甚至可以全年出現。但是牠們的叫聲細碎如蟲鳴,也讓大部分的人鮮少駐足仔細聆聽。然而,這麼常見的一個蛙種,牠的叫聲卻隱藏著前所未知的分類學訊息!

而透過 DNA 抽絲剝繭,也可以幫現代的生物學家發現新物種。其實早在大約五年前,透過特生中心林彥博研究員、科博館曾惠芸博士、和師大研究團隊的三方合作,研究團隊就已經知道全臺灣不同流域的日本樹蛙在分類上有很大的疑問。

從遺傳上來看,基本上從宜蘭縣往西,臺灣的西北部平原一直到雲林以北,原則上都是我們認為「正宗」的日本樹蛙。但是花東地區和臺灣南部的樹蛙,在遺傳上與前者差距多達16%以上,非常可能是另外一個尚未被科學描述的新物種。但是這兩種青蛙長相實在太過接近,我們又缺乏聲音和行為的資料,遲遲不敢進行分類上的定論。

日本樹蛙與太田樹蛙主要的形態區別在於大腿腹側的花紋。日本樹蛙為不規則的雲狀斑,太田樹蛙則為規則的小白點。圖/臺灣師範大學提供。

直到師大生科系畢業的王盈涵同學進入碩士就讀,開始利用錄音的方法檢測新種樹蛙的叫聲。結果發現叫聲才是分辨這兩種樹蛙的關鍵秘密。

居住在臺灣西北部地區的日本樹蛙只會發出一種叫聲,聽起來宛如微細而規則的蟲鳴聲。但是東部和南部的樹蛙卻可發出另一種高低起伏、強弱參雜的曲式。利用鳴聲上、遺傳上的差異,再加上大腿腹側穩定的花紋差異,研究人員終於得以正式將這個新種命名為「太田樹蛙」。

日本樹蛙的叫聲聽起來宛如細而規則的蟲鳴,太田樹蛙則發出高低起伏的鳴聲。圖/臺灣師範大學提供。

  • 第一、二個音訊檔為太田青蛙蛙鳴,第三、四個為日本樹蛙,你聽得出來嗎?

然而,兩種青蛙是否會辨認彼此的叫聲?

這時候,現在仍就讀於師大的碩士班學生蕭郁薇同學的行為研究派上了用場。在過去兩年的暑假,蕭郁薇利用回播實驗,測試日本樹蛙和太田樹蛙對彼此聲音的判別能力。所謂回播實驗,進行的方法就是利用擴音器,對著一隻野外的青蛙播放同種或異種的叫聲各一分鐘,然後利用另一組麥克風側錄牠對入侵者的反應。

圖 / 記者會簡報截圖

當野外的公樹蛙碰到入侵者的時候,會發出回應的短鳴叫作為反擊,我們計算反擊的數量和積極程度,就知道各隻青蛙到底對哪一種聲音的反應最劇烈。

結果非常好玩,也跟預期一樣。基本上不管是日本樹蛙或太田樹蛙,大家都對「同種」的叫聲反應最劇烈,而對「異種」的叫聲無動於衷。顯示牠們不僅在叫聲上有所區隔,在行為反應上也已經可以判斷彼此之間的叫聲差異。

太田樹蛙(曹家銘攝影)

很多發表新種的論文都會討論遺傳(DNA)和形態,討論叫聲的稍少一點,而討論行為反應的實驗卻非常罕見。蕭郁薇同學這部分的實驗,也成為這個新種強而有力的證據之一。

這個新物種的命名由來,則是用來表彰現今東亞地區最偉大的兩爬權威太田英利教授(Dr. Hidetoshi Ota),以感謝他對東亞及臺灣兩棲爬行動物研究的貢獻。

圖 / 記者會簡報截圖

太田教授在 1980 年代晚期與 1990 年代早期曾經長時間在臺灣進行調查,釐清許多過去分類學上的疑問,並進而發表牧氏攀蜥、呂氏攀蜥等多種臺灣特有的兩棲爬行動物。另一方面,太田教授也是二十幾年前催生很多臺灣與日本國際合作研究的推手之一,這中間也包括探討日本樹蛙分類地位最早的合作研究。

這個研究顯示即使在臺灣這麼小的島嶼之上,生物多樣性的龐雜程度仍然被大家所低估。兩年前,由林思民教授率領的師大團隊才剛將臺灣的鈍頭蛇由一種切割為三種,同時發表了 84 年以來首次由國人自行發表的新種蛇類「泰雅鈍頭蛇」。而在今年稍早,同一團隊也證明花東一帶的「白斑石龍子」是一個獨立的特有物種。

持續進行的物種調查,顯示臺灣的物種多樣性仍然被低估。上圖為研究團隊於2015年發表的泰雅鈍頭蛇;下圖為研究團隊今年稍早由亞種提升為有效種的白斑石龍子。圖/臺灣師範大學提供。

本研究將臺灣原生的蛙類由 31 種增加為 32 種,而樹蛙科的成員則由 12 種增加為 13 種。太田樹蛙喜歡棲息在乾淨的溪流周邊,目前在花東地區和臺灣的南部有著極為龐大的族群數量,幾乎一年四季都會看到牠的行蹤。

臺灣師範大學生科系師生王盈涵、蕭郁薇、林思民等人,再度在臺灣發現新種樹蛙。研究結果已於近日發表於國際期刊《公共科學圖書館》(PLOS ONE)。圖/臺灣師範大學提供。

  • 本文改寫自國立臺灣師範大學新聞稿

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