【水下新知】一窺軟絲奧秘:用體色來「說話」的頭足類 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

【水下新知】一窺軟絲奧秘:用體色來「說話」的頭足類

發表日期 2017/12/30
作者:林雋硯(清華大學分子醫學研究所博士生)

我們熟知的多數生物主要是用「聲音」來溝通,我們也熟知某些生物會藉由改變體色等方式來躲避敵人或得以順利覓食,這是種操弄「視覺」的技倆。但能把兩者做結合的,就不得不提及軟體動物門中擁有最複雜神經系統的生物──頭足類!

大多數頭足類能夠以神經操控體表色素細胞的收縮,以展現各式各樣的體色。這不僅可用來隱蔽身形,有時也是互相傳遞訊息的方式。在影片中、或潛水時,常會看到牠們不斷變化體色,到底這些五彩斑斕的花紋有何意義?牠們體色的變換到底代表什麼溝通的訊息?我們又如何理解牠們在表達甚麼?2017年初,在Frontiers in Ecology and Evolution 由清華大學焦傳金老師實驗室發表的這篇探討台灣軟絲的體色變化溝通模式(Lin et al., 2017),可讓全世界對於頭足類的溝通方式有更深一層的認識。


台灣萊氏擬烏賊(軟絲),林雋硯提供。

近年來在台灣東北角沿岸以新鮮竹枝綑紮入水吊置,可在水下提供因日漸減少而找無產卵場地的軟絲們產卵,將可吸引為數不少的雌雄軟絲來此進行交配、產卵。在產卵過程中,軟絲們會有各式各樣的行為,而其間牠們「多話」的程度,我想只能用七嘴八舌、大聲嚷嚷來形容吧!

所以該怎麼研究牠們的溝通呢?本研究將所有觀察過軟絲出現的體色共分為27個體色單元,有了這些體色單元,可清楚描述各個行為下的複雜體色(圖一)。接著將所有在野外棲地與實驗室水槽飼養的軟絲交配拍攝影片再區分為五個行為:共游、戒護、競爭、平行交配與翻轉交配(圖二)(請參考期刊本文中的附加影片)。經由繁瑣的紀錄流程,把每部影片中每隻軟絲的每一秒有無出現27個體色單元與出現的組合模式完整記錄下來,皆下來就利用特別設計的演算程式來處理並分析由這些為數眾多並複雜的數據。


圖一、27種軟絲體色單元(圖片轉載自原始報告


圖二、軟絲在野外與實驗室內展現的各種體色。(A)共游,(B)護雌,(C)打架,(D)雄性下位交配,雌性拒絕,(E) 雄性上位交配成功。(圖片轉載自原始報告

分析結果發現,軟絲在不同的行為表現時會有特定的體色單元組合(以前都是覺得看也知道,現在終於有科學認證了!)(圖三)。


圖三、軟絲在(A)共游與(B)護雌時,超過50%機率所展現的各體色單元。(圖片轉載自原始報告

進一步的分析,我們觀察到單一體色單元會出現在好幾種行為底下,也就是說,單一一個體色單元無法完整表達一種行為,牠們的對話是需要許多個體色單元一起出現組成才能完成的。

此外,在「情緒特別強烈」時,例如:雄性打架、雌性不給交配的狀況下,則會有數量較多的體色單元同時一起展現;而當兩隻軟絲在「相安」共游時,便只展現幾個少少的體色單元。

因此我們可以說,軟絲在溝通上有特定的體色組合,而非單獨的一種體色單元(圖四)。軟絲們這樣展現體色單元組合的溝通方式有點像是英語的拼字,英文有26個字母,每個字母沒有特定意義,但如果把特定的字母們拼在一起就可成為一個有意義的單字。


圖四、在不同行為下的27中體色單元展現頻率。X軸為各體色單元,Y軸為各行為;不同顏色代表不同體色單元的展現頻率。越紅代表頻率越高。(圖片轉載自原始報告

這研究是開始瞭解頭足類間體色溝通的第一步。其實在觀察的過程中,每隻軟絲還是會有些不同的體色單元出現,多少造成些分析上的混亂,因此我們在之後的研究仍需大量影片才可對牠們做更深入、精確的解讀。

此外,牠們還有說什麼「話」是我們還沒「聽」過的呢?南部與北部的軟絲是否有不同的「方言」呢?而其他國的軟絲是不是用同一種「語言」呢?對他們來說會不會是「外文」呢?這些有趣的問題都是研究團隊未來努力的方向。

參考資料

  • Lin, C. Y., Tsai, Y. C. and Chiao, C. C. (2017). Quantitative analysis of dynamic body patterning reveals the grammar of visual signals during the reproductive behavior of the oval squid Sepioteuthis lessoniana. Frontiers in Ecology and Evolution, section Behavioral and Evolutionary Ecology 5.

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登