• 2022 年 9 月 29 日 15:43

高中生與科博館團隊研究蛇類眼睛演化關鍵 登上國際期刊

By中台灣時報

3 月 8, 2022

【記者蔡智銘/台中報導】台中市常春藤中學學生黃晨瑋與國立自然科學博物館副館長黃文山帶領的生物學組研究團隊,花一年多時間深入研究館藏33種台灣原生種、1176件蛇類標本,證實在演化時間上較晚出現的類群眼睛越大;陸生的蛇類眼睛比水生蛇類大;日行性蛇類眼睛比夜行性大。

《蛇眼大小與棲地及晝夜活動模式的相關性》今年1月登上國際知名期刊《生態與演化前沿》(Frontiers in Ecology and Evolution),也是科博館首次與高中生合作在108課綱探究與實作的最佳範例。世界蛇類權威康乃爾大學教授Harry Greene讀到這篇文相當讚賞,肯定高中生利用標本能探討演化議題。論文連結: https://doi.org/10.3389/fevo.2021.821965

黃文山研究團隊指出,眼睛是動物接收外界環境的重要器官之一,眼球越大的動物,視力、敏感度、動態分辨率越好。傳統上認為,蛇類由穴居的蜥蜴演化而來,由於洞穴幾乎沒有光線,所以較依賴嗅覺與觸覺等其他感官,而不依賴視覺探測環境,故眼睛較小。然而,高度多樣的蛇類物種與生存方式是否會影響其視覺功能仍然是個未解之謎。

黃晨瑋從國小開始喜歡野外自然觀察,對蜥蜴、蛇等爬蟲類感到興趣,大量閱讀圖鑑,察覺到臺灣本土蛇類的生態棲地與晝夜活動模式非常多樣。「動物的生態與行為特性經常會影響牠們的視力演化,在蛇類之間是否也存在這樣的關聯性?」他帶著這樣的好奇心,加入科博館研究團隊。

「科學研究的過程並不像過去想像的簡單!」黃晨瑋舉例,標本長期浸泡在酒精裡身體捲曲,眼睛大小和頭長、頭寬的數據是否會有誤差?能不能呈現最客觀的數據與資料?都會影響解析結果,要大量參考過文獻和相關研究成果,提出科學新觀點。

這篇期刊有三大發現,一、蛇類從穴居演化到陸生,眼睛大小演化呈現越來越大的趨勢,陸生日習性蛇類有最大的眼睛,牠們要靠眼睛捕捉獵物,對視覺功能需求越來越大。二、夜行性蛇類眼睛比日行性略小一些。三、水生蛇類眼睛可能受限於光源不足,演化上投資較少能量在視覺,並可能轉向投資其它更有效率的感官功能。是全世界第一個利用親緣關係闡述蛇眼睛的演化,投稿1個月內即被接受刊登。

科博館表示,黃晨瑋利用館藏標本、加入研究團隊撰寫「科學小論文」是教育部108課綱探究與實作的最佳範例。