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2017-02-09
生科系找到蜥蜴斷尾之謎 登國際期刊
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師大生命科學系教授林思民(左四)、博士生林展蔚(左三)等組成團隊,研究蜥蜴斷尾,透過中華鳥會資料,以大數據分析證實其存活機率,研究登上國際《英國皇家學會報告》。
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蜥蜴為何斷尾?史上首次從野外族群存活趨勢 推估斷尾的長期影響

臺師大生科系透過賞鳥人的長期紀錄 協助解開蜥蜴斷尾之謎

賞鳥人經常會將賞鳥紀錄回報到中華鳥會的鳥類資料庫,但卻不知道自己的資料可以發揮怎樣的功能?如今,這個長年累積的資料庫,竟然意外地成為解決蜥蜴斷尾之謎的關鍵。國立臺灣師範大學生命科學系師生林展蔚、林思民等人,利用中華鳥會的長期資料庫解開蜥蜴斷尾的謎團,近日將研究論文發表在國際著名期刊《英國皇家學會報告》(Proceeding of the Royal Society B)。

國立臺灣師範大學於2月9日舉行學術成果發表記者會,理學院院長陳焜銘致詞恭賀林思民教授團隊有傑出研究成果,參與研究團隊的生命科學系研究生陳盈蓉、王盈涵、中華民國野鳥學會資訊組組長都出席與會。

蜥蜴在被人抓到之後很容易斷尾,這是大部分人對這種隱密的小動物共同的印象!斷掉的尾巴持續在地上翻滾扭動,一邊吸引掠食者的注意,而蜥蜴本尊則逃之夭夭。斷掉的部位會在幾個月之內重新長出新的尾巴;這根新尾巴雖然在功能上和外觀上都有些缺陷,卻也聊勝於無。但是,蜥蜴本身就是隱密的動物,在野外真實的情形,尾巴在什麼時候會斷,又是什麼力量促使蜥蜴的尾巴長回來?

翠斑草蜥是臺師大林思民教授在2008年發表的新種,經常在受到擾動的開墾地形成高密度的族群。自從2006年開始,研究人員在北海岸的金山地區長期追蹤蜥蜴族群的動態,至今已有10年的歷史。透過針對每個月反覆調查樣區,可以讓我們追蹤每一隻蜥蜴在兩三年壽命之中的生老病死、牠們的成長狀況、以及牠們的斷尾情形,就猶如醫院的病歷表。翻開這本厚厚的病歷紀錄,研究人員發現在特定的季節中,草蜥會發生斷尾的情形。究竟是誰偷走了蜥蜴的尾巴?

這時候,研究團隊忽然想起了鳥類資料庫的妙用。中華鳥會從1970年代開始累積國內賞鳥人回傳的賞鳥紀錄,長年下來,這40多年來累積的資料量已經接近200萬筆。前兩年任職於中華鳥會的洪貫捷先生幫忙調閱與蜥蜴同步的鳥類資料庫,並鎖定北臺灣賞鳥人觀察到的紅尾伯勞、紅隼、黃頭鷺和大捲尾這四種鳥作為統計的對象。將數萬筆的蜥蜴生死狀和數萬筆的鳥類紀錄相結合,並利用高速電腦進行運算,我們發現草蜥斷尾的比例與「上個月」紅尾伯勞和紅隼的數量呈正相關,而草蜥的死亡率則與「下個月」牛背鷺的數量呈正相關。這是史上第一次有人利用這樣的大型資料庫來追蹤蜥蜴和鳥類之間的掠食效應。

正在研究有所進展的節骨眼上,彰化環保聯盟的蔡嘉陽老師提供了兩張牛背鷺覓食草蜥的瞬間照片,而知名的網路插畫家,中興大學的郭人毓同學(玉子)也提供了一段牛背鷺捕獲草蜥之後直接吞食的珍貴影片。這兩個直接證據,不但讓研究團隊士氣大振,也讓原本抽象的數學運算,化為實際的影像證據。

本研究更關鍵的發現,是從長期存活的角度,去評估「失去尾巴的壞處」,和「長出尾巴的好處」。研究團隊發現,尾巴受到攻擊消失的個體,牠們下個月的存活率會比尾巴完整的個體低了一大截;例如繁殖期間的雄蜥蜴,失去尾巴之後的存活率可能下降30%之多。但是一旦尾巴生長完全之後,這個損失就會被抵銷。這也解釋了為什麼大部分斷尾的蜥蜴,即使耗費巨大的能量,也會拚著老命在最短的時間之內重新再生出尾巴。「斷尾的好處」很多實驗都證實過了,但是「再生」的好處卻從來沒有被科學所證實,這也是本研究最大的貢獻。

關於斷尾的研究本來就已經很少;寥寥可數的幾篇研究通常都是在實驗室之內執行。但是從真正的野外族群存活趨勢來推估斷尾的長期影響,卻是世界上首次進行的嘗試。臺師大團隊去年秋天將論文投稿至《英國皇家學會報告》(Proceeding of the Royal Society B),並已於近日刊登。賞鳥人們記錄下來的鳥類數量,這個在當下說不出功用的小小紀錄,竟然在聚沙成塔之後,對科學的進展提供了極為重要的貢獻。

發表在《英國皇家學會報告》(Proceeding of the Royal Society B)的研究:Tail regeneration after autotomy revives survival: a case from a long-term monitored lizard population under avian predation(連結:http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/284/1847/20162538)

翠斑草蜥簡介

2008年由呂光洋、林思民師生發表的臺灣特有種,全世界只分布在臺灣北部的縣市。雌蜥全身褐色,但是雄蜥在生殖季節會在體側出現金屬光澤的翠綠色斑點,因而得名。成蜥的體長大約四至五公分,尾長是體長的兩倍半左右,尾部具有纏繞、抓握的能力,但是容易受到鳥禽等掠食者的攻擊而斷尾。喜歡棲息在開墾過後的草生地,有時會在適合的棲息環境形成數量極為龐大的高密度族群。

作者簡介

本研究團隊的第一作者是林展蔚同學,目前就讀於師大生科系博士班,並即將赴美進行交換研究。第二作者陳盈蓉同學從大學時期就幫助實驗室建立起整個草蜥的病歷研究系統,取得碩士學位之後任職於中央研究院。研究團隊的負責人林思民為臺師大生科系教授,研究題材包含兩棲爬行動物、野生動物貿易、猛禽生態學等等。較為廣為人知的著作是在2008年發現臺灣特有新種「翠斑草蜥」與「鹿野草蜥」,2013年撰文描述金門原生「緬甸蟒」的發現過程,2015年與游崇瑋發表「泰雅鈍頭蛇」,也是「2014年國際十大新種」,以婚姻平權命名的「彩虹大臍蝸牛」的共同作者之一。課餘時間也樂於撰寫科普文章,作品散見於臉書、電子與紙本媒體。

研究成果完整簡報檔(按此下載)

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翠斑草蜥是2008年發現的臺灣特有物種。到了生殖季節,雄蜥的體側會出現鮮豔的綠色斑點,因此而得名。(攝影:林展蔚) 草蜥原本的尾巴長度超過體長的兩倍。受到攻擊斷尾之後,傷口會迅速癒合,形成一個迅速生長的肉芽(中),最後長出一條比原本略短,而且顏色和材質都有明顯差異的再生尾(下)。(攝影:林思民)
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大部分的草蜥棲息在干擾過後的草生地環境,因此在北海岸形成高密度的龐大族群,也成為研究者探討掠食效應的重要題材。(攝影:林展蔚)
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草蜥原本的尾巴長度超過體長的兩倍。受到攻擊斷尾之後,傷口會迅速癒合,形成一個迅速生長的肉芽(中),最後長出一條比原本略短,而且顏色和材質都有明顯差異的再生尾(下)。(攝影:林思民)
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草蜥原本的尾巴長度超過體長的兩倍。受到攻擊斷尾之後,傷口會迅速癒合,形成一個迅速生長的肉芽(中),最後長出一條比原本略短,而且顏色和材質都有明顯差異的再生尾(下)。(攝影:林思民)
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不管從長期生態調查或是這些珍貴的照片,都顯示牛背鷺是草蜥主要的掠食者之一。(攝影:蔡嘉陽老師;七星生態保育基金會贊助)

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