新聞標題【民報】​清大團隊破解軟絲語言 變換體色傳達「我愛你」
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​清大團隊破解軟絲語言 變換體色傳達「我愛你」

27種體色單元組合成各式意義 研究登上國際期刊

 2017-07-27 12:12
清大破解軟絲用體色變換傳達訊息之謎。圖/清大提供
清大破解軟絲用體色變換傳達訊息之謎。圖/清大提供

可曾想過,水中生物忽而貼進共游,忽而狀似攻擊,是否在傳達什麼訊息?清華大學系統神經科學研究所教授焦傳金領導的研究團隊,解開軟絲以變換體色方式溝通之謎。研究團隊把軟絲的頭、觸腕、鰭、身體的顏色變深或淺、出現斑點或條紋等圖案,分析歸類為27個單元,發現軟絲生物以快速的變換體色排列組合,傳達「我愛你」或「打贏了」等訊息,研究登上國際期刊。

焦傳金指出,變色龍等動物靠內分泌變換體色,變色速度遠比不上用神經系統控制體表色素細胞的頭足類生物,如軟絲、烏賊、魷魚等生物,甚至1秒鐘即可變換體色及體表圖案好幾次,是生物界真正一等一的「變色王」,「講話」速度相當快。

學界過去只知軟絲會變換體色,並不了解牠們變色或出現圖案的規則、模式與意義。焦傳金指導學生林雋硯、蔡岳均,到海中觀察並拍攝軟絲影片,發現軟絲在共游、戒護、競爭、平行交配與翻轉交配時,會出現特定、快速的體色組合單元,經過數值分析,可分析歸納為27個體色單元,就像英文26個字母,各式的排列組合表示不同的意義。

 
軟絲的27種體色單元。圖/清大提供

打贏體色變深  眼點代表很開心

論文的第一作者、清大分子醫學研究所博士生林雋硯表示,軟絲平常沒事時,體色比較淺、變化不大,但情緒特別強烈、「有話要說」,如雄性打架、雌性拒絕交配時,就會出現較多的體色單元。舉例來說,雄性軟絲打架時,鰭的邊緣都會先出現深色黑點,且頭、腕、體胴有時也出現破碎斑紋,最後的贏家體色會比輸家明顯來得深。

林雋硯也成功解讀軟絲如何透過變換體色來示愛,雄性從後方靠近雌性時,頭與觸腕會先轉為深色、體胴中央出現縱紋、鰭緣則有深色帶狀產生,此時若雌性的體色不變表示接受,即開始交配,在交配的那一瞬間,雄性的鰭上會顯現兩個深色的眼點,交配完畢後則消失,「這一對眼點可能代表牠很開心,因為牠們被餵食時也常出現眼點。」

焦傳金分析指出,軟絲某一種體色單元可能會出現在許多種行為中,因此,牠們的溝通不只看單一體色單元,而要看如何排列組合,「就像某一單字可能沒有特定意義,但組合起來便可成為一個有意義的句子。」

這篇解開台灣萊氏擬烏賊(軟絲)變換體色傳達訊息的論文〈分析軟絲生殖行為中動態體色變化發現視覺語言的溝通方式〉,登上生科領域頂尖期刊《生態與演化尖端研究》(Frontier in Ecology and Evolution),並獲科學日報(Science Daily)及Eurek Alert等國際科學新聞網站報導。

外媒報導對焦傳金研究團隊大表讚揚,寫道:「莎士比亞用鵝毛筆寫下愛的詩篇,海倫凱勒用的是打字機,軟絲則變換體色來示愛。不同於這些知名的作家,軟絲的浪漫故事過去一向不為人知,直到台灣的清華大學解開密碼。」

 
清大研究團隊,左起清華大學分子醫學研究所博士生林雋硯、系統神經科學研究所教授焦傳金、系統神經研究所碩士生蔡岳均。圖/清大提供

眼大腦小的大王魷  少變換體色

《紐約時報》也在7月19日報導焦傳金指導學生劉永傑、劉璁翰,及高雄長庚醫院生物轉譯研究所博士蘇家豪、研究員余俊杰合作投稿到《英國皇家學會開放科學》(Royal Society Open Science)期刊的〈大王魷的眼與視葉不相稱〉論文。

這篇報導主要引述焦傳金研究團隊投稿論文,發現大王魷雖以巨如籃球的大眼著稱,但牠大腦的視葉卻不成比例地小,與大眼不相稱,稱得上「眼大腦小」。推測這可能是因深海大王魷比較不需要變換體色、擬態等依賴視覺導向的行為,與身處淺海的軟絲、烏賊不同。

焦傳金去年在大王魷被漁民捕獲後接到電話通知,立即與學生趕往現場,將大王魷送到中興大學解剖、量測,焦傳金感謝高雄長庚生物醫學轉譯研究所,提供高解析度的核磁共振影像掃描儀解析大王魷的視葉,才得以完成這項研究,如今這條大王魷樣本已送往國立自然科學博物館永久保存。

焦傳金指出,「研究大王魷的大腦結構,能幫助我們進一步探索深海動物神經系統的適應與演化。」至於大王魷為何需要如此巨大的眼睛?焦傳金表示,牠的巨眼可以偵測遠處的天敵,如抹香鯨從遠處游近時因擾動海水所造成的生物螢光光霧。


台灣漁民去年1月在宜蘭外海意外捕抓到大王魷,使得科學家首次有機會研究大王魷完整的大腦視葉。圖/清大提供

責任編輯/王思雯

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