0

0
0

文字

分享

0
0
0

羅塞塔始源小菊虎:9900萬年前失足,從此凝結在時間中

蕭昀_96
・2016/10/09 ・1558字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

琥珀是由古代植物分泌的樹液經長時間掩埋於地底下並歷經化石化的過程,最終形成的珍貴半寶石,要是當形成琥珀的樹脂在流出時包埋了週遭環境中的生物,就會穿越時空的限制成為珍貴的琥珀生物化石,為人類探索古代生物的珍貴研究材料。

包裹著羅賽塔始源小菊虎的琥珀生物化石。圖/作者蕭昀提供。
包裹著羅賽塔始源小菊虎的琥珀生物化石。圖/作者蕭昀提供。

緬甸出產的琥珀產量大、品質優良,定年的結果指出其年代約為 9900 萬年前(晚白堊紀,森諾曼階),緬甸琥珀保存大量完好的植物、昆蟲、節肢生物、小型爬蟲類,甚至是小型鳥類的翅膀,因而成為近年研究琥珀生物群的學者所專注的其中的焦點之一。

蓬萊異角菊虎 Fissocantharis formosana (Pic, 1910)異角菊虎屬是物種多樣性相當高的屬別,而蓬萊異角菊虎是臺灣產異角菊虎中常見的種類,棲息於低海拔森林且白天會訪花,部份種類的異角菊虎雄蟲具有特化的膨大構造,蓬萊異角菊虎則無(圖中為雄蟲)。圖/作者蕭昀提供
蓬萊異角菊虎 Fissocantharis formosana (Pic, 1910)異角菊虎屬是物種多樣性相當高的屬別,而蓬萊異角菊虎是臺灣產異角菊虎中常見的種類,棲息於低海拔森林且白天會訪花,部份種類的異角菊虎雄蟲具有特化的膨大構造,蓬萊異角菊虎則無(圖中為雄蟲)。圖/作者蕭昀提供

菊虎是一群色彩斑斕、身體修長且翅鞘柔軟的陸生甲蟲,目前已記錄超過 5000 個現生物種,有關菊虎的介紹可參考本文〈兩種以臺灣原住民族命名的菊虎新種:賽德克狹胸菊虎、鄒狹胸菊虎〉。已知的菊虎科化石紀錄多為琥珀包埋化石,而其中最早的報導紀錄則來自約 1.25 到 1.35 億年前的黎巴嫩琥珀(早白堊紀),只可惜該標本身體後方完全損毀,以致無法確認的正確的分類地位。

目前已被完整描述並發表的化石菊虎種類共 25 種,其中年代最古老的物種是今年上半年由奧瑞岡州立大學整合生物系的名譽教授 George Poinar 和義大利的菊虎專家 Fabrizio Fanti 發表的 Ornatomalthinus elvirae,屬於菊虎亞科的成員。

而我們這個研究則發現並描述了保存於緬甸琥珀的另外一個種類,我們根據其形態特徵,判定這個 9900 萬年前不幸失足而被包裹入樹脂的苦主為尖鬚菊虎亞科(Malthininae)、小菊虎族(Malthodini)的成員,為已知尖鬚菊虎亞科年代最早的化石物種。我們將其命名為:羅塞塔始源小菊虎Archaeomalthodes rosetta, Hsiao, Ślipiński & Pang, 2016)屬名語源來自「古」(Archaeo-) 和「小菊虎屬」(malthodes);種小名來自「羅塞塔石碑」(Rosetta Stone),暗喻本種為探索早期菊虎演化進程中的關鍵線索。

羅塞塔始源小菊虎Archaeomalthodes rosetta,琥珀形成年代約為白堊紀晚期,從外觀特徵推測本種可能同其現生族裔般有著訪花行為。圖/作者提供
羅塞塔始源小菊虎(Archaeomalthodes rosetta),琥珀形成年代約為白堊紀晚期,從外觀特徵推測本種可能同其現生族裔般有著訪花行為。圖/作者蕭昀提供

除了上述兩個已描述的緬甸琥珀菊虎種類外,一些有關緬甸琥珀生物群的研究文獻,也不時提到菊虎科昆蟲的紀錄,推測本科的昆蟲在中生代末期應該已相當的豐富。此外,在已描述的化石菊虎科成員中,尖鬚菊虎亞科的物種占了大多數,顯示本亞科在菊虎科的演化初期中可能已具備了相當的物種多樣性。

羅塞塔始源小菊虎的整體外形特徵已和現生的尖鬚菊虎亞科相當接近,同時緬甸琥珀中亦有相當豐富的開花植物,推測本種可能同現生族裔有相同的訪花行為,有關於此部份則需要未來更多的化石證據去證實。

此研究成果於 2016 年 9 月 15 日,電子版線上刊載於古生物學領域國際期刊《白堊紀研究》(Cretaceous Research)。

  • 此文由國立臺灣大學昆蟲學系學生蕭昀撰寫,響應 PanSci 「自己的研究自己寫」,以增進眾人對基礎科學研究的了解。

參考文獻:

  • Hsiao, Y., Ślipiński, A., Deng, C., Pang, H. 2017. A new genus and species of soldier beetle from Upper Cretaceous Burmese amber (Coleoptera, Cantharidae, Malthininae). Cretaceous Research 69: 119-123.
    Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cretres.2016.09.002

數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
蕭昀_96
21 篇文章 ・ 11 位粉絲
澳洲國立大學生物學研究院和聯邦科學與工業研究組織─澳洲國立昆蟲標本館聯合培養博士生,國立臺灣大學昆蟲學系學士,中研院臺灣生命大百科(TaiEOL)編輯人員、泛科學專欄作者,曾任科博館昆蟲學組蒐藏助理。研究興趣為鞘翅目(甲蟲)系統分類學和古昆蟲學,博士研究主題聚焦在澳洲蘇鐵授粉象鼻蟲的系統分類及演化生物學,其餘研究題目包括菊虎科(Cantharidae)、長扁朽木蟲科(Synchroidae)、擬步總科(Tenebrionoidea)等,不時發現命名新物種,研究論文發表散見於國內外學術期刊 。因為攻讀博士所以持續焦慮中。


2

5
3

文字

分享

2
5
3

我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


數感宇宙探索課程,現正募資中!

所有討論 2
胡中行_96
8 篇文章 ・ 15 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。