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蘭嶼的美麗瑰寶:條紋球背象鼻蟲和牠幼生期的寄主植物

蕭昀_96
・2017/08/18 ・1146字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 512 ・六年級

球背象鼻蟲(Pachyrrhynchids)是一群擁有堅硬翅鞘和美麗斑紋的迷人甲蟲,因為翅膀退化且翅鞘癒合,因此無法飛行。主要分佈於馬來群島如菲律賓、印尼蘇拉威西島、新幾內亞等島嶼。由於擁有華麗的斑紋,是昆蟲標本收藏家們喜愛的收集對象之一,而其斑紋被認為是一種警戒色,以警告掠食者牠不好吃,以降低被捕食率。Tseng et al. (2014)1的研究也以實驗數據驗證了這點。

條紋球背象鼻蟲(Pachyrhynchus sonani Kôno, 1930)成蟲。圖/By 林翰羽。

臺灣的離島──蘭嶼、綠島上也分布著七種美麗的球背象鼻蟲,由於移動能力低而容易採集,至今仍有一定程度的商業獵捕壓力。其族群容易受到棲息環境的影響而變動,其中六種已於 2009 年被林務局列入二級保育類(珍貴稀有)之動物名單。

有關於球背象鼻蟲的生物學研究相當有限,主要集中於成蟲的基礎分類學,少數研究探討其結構色的機制、斑紋的功能和成蟲生態。我們對幼生期的生活環境、寄主植物仍然所知甚少,然而,棲地的需求和生活史的資料卻是進行物種保育不可或缺的基礎資訊,若對標的物種基本習性一無所知,就難以設計完善的保育策略。

條紋球背象鼻蟲(Pachyrhynchus sonani Kôno, 1930)同時分布於蘭嶼和綠島,是擁有水青色條狀斑紋的美麗種類。成蟲在野外不算少見,容易在木麻黃和棋盤腳植株上發現,但目前尚無任何有關野外幼生期的紀錄。

2016 年暑假,筆者和朋友在蘭嶼進行各自研究領域的昆蟲調查時,意外在腐朽的棋盤腳樹幹發現條紋球背象鼻蟲的屍體和某種象鼻蟲幼蟲,猜測應該就是條紋球背象鼻蟲的幼蟲。筆者趕緊找研究象鼻蟲分類的朋友協助檢視,並聯繫任職於國立自然科學博物館的曾惠芸博士。經過資訊交換和交流討論,曾博士認為這個野外觀察紀錄值得發表,並協助我們撰寫這篇文章,且利用分子鑑定的方式,確認該幼蟲確實就是條紋球背象鼻蟲。這篇研究順利刊載於昆蟲學領域國際期刊《昆蟲學科學》(Entomological Science)。

條紋球背象鼻蟲(Pachyrhynchus sonani Kôno, 1930)幼生期生活環境及其幼蟲。圖/Hsu CF, Tseng HY, Hsiao Y, Ko CC (2017) First record of the host plant and larvae of Pachyrhynchus sonani (Coleoptera: Curculionidae) on Lanyu Island, Taiwan. Entomological Science 20: 288–291.

從這個研究,我們確認條紋球背象鼻蟲幼蟲會以腐朽的棋盤腳木質部為食,也揭示本種的族群存續與棋盤腳野外植群的保存息息相關,提供未來保育策略的新方向。由於條紋球背象鼻蟲成蟲除了棋盤腳,亦取食他種植物葉片,如木麻黃,因此未來研究將持續關注本種幼蟲是否也取食其他植物。

參考資料

  1. Tseng HY, Lin CP, Hsu JY, Pike DA, Huang WS (2014) The functional significance of aposematic signals: geographic variation in the responses of widespread lizard predators to colourful invertebrate prey. PloS ONE 9, Article ID e91777.

原文研究

  1. Hsu CF, Tseng HY, Hsiao Y, Ko CC (2017) First record of the host plant and larvae of Pachyrhynchus sonani (Coleoptera: Curculionidae) on Lanyu Island, Taiwan. Entomological Science 20: 288–291. doi: 10.1111/ens.12262.

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蕭昀_96
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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。


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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)


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胡中行_96
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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。