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圖 新聞投稿
2022-09-01
兩種樹蛙的跨界戀曲
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圖1:周氏樹蛙(藍)和太田樹蛙(橘)在嘉義(八掌溪/朴子溪)和宜蘭(宜蘭河/蘭陽溪)各形成一個壁壘分明的交會帶。在極短的距離內發生物種的大翻轉,這是臺灣非常特殊的現象,也發生在很多種草蜥、樹蛙、鈍頭蛇的身上。
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圖2:周氏樹蛙(藍)一直都很挑。但是對太田樹蛙(橘)而言,西部嘉義族群和東部宜蘭族群的行為反應不太一樣。嘉義的族群非常專一地使用/攻擊自己特有語言,但是宜蘭的族群經常使用/攻擊牠們與周氏樹蛙的共通語言。
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圖 3:不對稱的語言使用,最後就導致不對稱的基因交流。(1) 空間上的不對稱:所有的基因交流都發生在宜蘭,而不會發生在嘉義。(2) 方向上的不對稱:基因交流是由挑剔的周氏樹蛙流向糊塗的太田樹蛙,而不會由太田樹蛙流向周氏樹蛙。

【本篇報導由生命科學專業學院 林思民優聘教授研究團隊提供】

太田樹蛙是研究團隊實驗室2017年從廣義的日本樹蛙之中分離的新種;在進行這樣的分類處理之後,在臺灣的東部與南部是太田樹蛙的領域,而西部與北部則是周氏樹蛙的地盤。周氏樹蛙只會叫一種聲音;而太田樹蛙會叫兩種聲音,其中有一種語言是共通的。這就有趣了:當兩種青蛙遇在一起的時候,到底誰比較有競爭上的優勢?會不會偶而有人認錯對象,譜出一段人鬼殊途的戀曲?


太田樹蛙是研究團隊實驗室2017年從廣義的日本樹蛙之中分離的新種;在進行這樣的分類處理之後,在臺灣的東部與南部是太田樹蛙的領域,而西部與北部則是日本樹蛙的地盤。隨後,日本的研究團隊進而將臺灣的日本樹蛙族群提升為「周氏樹蛙」。這兩種樹蛙的分類定位在近日逐漸明朗,但是牠們的聲學研究仍有極大的發展空間。周氏樹蛙只會叫一種聲音;而太田樹蛙會叫兩種聲音,其中有一種語言是共通的。這就有趣了:當兩種青蛙遇在一起的時候,到底誰比較有競爭上的優勢?會不會偶而有人認錯對象,譜出一段人鬼殊途的戀曲?

邏輯上是這樣的:單語系統的周氏樹蛙大概沒什麼可選擇,反正自己只會講一種語言。但是雙語系統的太田樹蛙,在求偶的時候就有兩種聲音可以使用。由於雌蛙的實驗不容易操作,我們目前搞不清楚她們到底是選擇怎樣的叫聲。所幸,現在的次世代定序與相應的分析技術,可以從遺傳上解決一小塊拼圖,稍微幫我們評估兩個物種的基因交流。

周氏和太田兩種樹蛙的分布像兩塊馬蹄鐵的形狀,在臺灣的東北與西南形成了兩個交界帶,分別位在八掌溪-朴子溪,和宜蘭河-蘭陽溪(如圖1)。從行為看起來,嘉義對峙的兩群樹蛙似乎比較「挑」,牠們使用的叫聲壁壘分明,禦敵行為也壁壘分明。當地的太田樹蛙不太會使用周氏樹蛙的蟲鳴聲,而且牠們非常專一地對自己同種的叫聲才有反應。宜蘭的周氏樹蛙仍然很挑,但是宜蘭的太田樹蛙行為就很「糊塗」(如圖2)。這裡的太田有比較高的比例會使用周氏樹蛙的語言,而牠們的雄蛙在辨認敵我的時候,也傾向使用共通語言(很像蟲鳴的長鳴聲)做為啟動反擊的訊號。

這就引發不對稱的基因交流了。利用次世代的RAD大量定序,研究團隊發現在嘉義這邊的樹蛙,在遺傳上真的就是井水不犯河水。但是在宜蘭這邊的樹蛙,兩者間有微弱的基因交流。其中,或許是因為太田樹蛙整個族群都比較「糊塗」,所以周氏樹蛙的基因會滲到太田樹蛙的族群裡面去,但是太田樹蛙的基因不會滲入精明的周氏樹蛙族群(如圖3)。

可惜研究團隊目前沒有足夠的行為實驗來證明雌蛙的偏好,只能從雄蛙們逞兇鬥狠的習慣,稍稍猜透這兩種青蛙的行為。牠們的語言使用導致了「空間上」不對稱的遺傳交流,也導致「方向上」不對稱的遺傳交流。.

這篇文章是碩士班蕭郁薇同學忙了這幾年的碩士論文,同時兼顧行為實驗和遺傳分析,真的是夠辛苦!共同作者則有台大昆蟲系的曾惠芸老師和來自越南的電腦達人Hong Ngoc Nguyen博士。這個研究要特別感謝王蟲子和李閣桓幫忙建立錄音技術,儲瑞華博士協助分生系統,也要感謝王國權在臨門一腳的審稿階段幫忙做了統計分析。文章刊登在林奈學會的動物學刊(Zoological Journal of the Linnean Society),文章於2020年底問世。蕭郁薇同學在文章發表之後,順利取得教育部的公費資格,已經在近日赴西雅圖華盛頓大學攻讀博士班,也預祝她儘快學成歸國。

原文出處:https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlaa114

本文出處:研究發展處研究亮點

原始連結:https://rh.acad.ntnu.edu.tw/tw/article/content/166


林思民 優聘教授 | 生命科學專業學院國立臺灣師範大學生命科學系教授,清大物理系畢業後轉入生態演化領域,於師大生科系完成博士。以兩棲爬行動物、淡水熱帶魚、野生動物貿易議題為研究題材,其中又以草蜥系列的研究最廣為人知。先後發表翠斑草蜥、鹿野草蜥、泰雅鈍頭蛇、太田樹蛙等新種,撰述緬甸蟒在金門的原生分布現況,並以「教斑龜比大小」的行為認知研究廣為媒體報導。課餘投入猛禽調查,長期擔任臺灣猛禽研究會志工,並發表相關的研究論文。科普文章散見臉書社群與各種網路平台。

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