跳到主要內容

科技大觀園商標

分類項目
Menu

探索昆蟲感知的世界-以視覺及磁場感受機制為例

104/11/30 瀏覽次數 3036
楊主任是昆蟲視覺神經與神經行為的專家,致力於臺灣昆蟲學之研究、發展,以及國際學術的交流。對於有關全球蜜蜂離奇失蹤,足以影響世界生態系平衡的謎團,提出了突破性的證據,也創立了頂尖的科技成果!

楊主任在這場演講中,將會介紹在昆蟲感知領域的傑出研究成果。他說:昆蟲,已經有記錄的就超過百萬種,無庸置疑是在地球上發展相當成功的生物。在讚嘆昆蟲適應不同生態環境能力的同時,昆蟲感知到的世界令人好奇。例如,視覺上人類可以辨識顏色,昆蟲是否具有相似的辨識顏色能力?人類無法感受地球的磁場,昆蟲又如何感受磁場的變化?探索昆蟲感受能力的過程中,除了發現超出我們想像的範圍,也讓我們更了解昆蟲與其他生物間微妙的關係。本演講將介紹昆蟲的視覺及磁場感受,以及如何證實這些能力的存在,並探討其可能的神經機制。

當我們走出戶外,看到滿眼的紅花綠葉時,不曉得您有沒有想過,在那花間飛舞的蜜蜂看到的究竟是怎麼樣的景緻和顏色?11月20日晚間的第三場秋季展望演講,是由臺灣大學昆蟲學系的楊恩誠主任擔綱,楊主任以「探索昆蟲感知的世界-以視覺及磁場感受機制為例」為題,帶領大家從昆蟲的角度感受這萬紫千紅、變化萬千的大千世界。

楊主任從小就是一位敏銳的自然觀察家,就讀昆蟲系時開始對昆蟲的神經系統與行為生理產生濃厚的興趣,畢業後就一股腦地投入昆蟲電生理的研究,在澳洲短短三個月就完成碩士,三年後就拿到博士束裝歸國,並逐漸在昆蟲生理領域嶄露頭角。

演講一開始,楊主任就問在場的聽眾一個最基本的問題:「什麼是眼睛?」。有人回答,「可以感光的就是眼睛」。但這個答案並不精確,因為對某些鳳蝶來說,
他們的生殖器也有光的感受器,唯有在緊密結合達到絕對的黑暗時,雄鳳蝶才會放出精子,開始交配。因此除了「可以感光」外,眼睛還必須具備「有空間視覺」、「可以比較不同亮度」這兩種功能!

1976年,生物家就曾計算過,如果具有複眼但又要達到人眼的精確度,那複眼的直徑就必須要達到1公尺!雖然昆蟲複眼的解析度不像人類一樣犀利,但有些昆蟲對
於波長的感受程度卻比人類敏感。像是黃裳鳳蝶和珠光鳳蝶有九種感光細胞,而青帶鳳蝶能有十五種感光細胞,他們都比人類只有紅綠藍三種感光細胞多上許多,但這種分辨顏色的能力與光強度無關,主要是分辨波長的能力不同。

在19世紀,偉大的生物學家達爾文就發現-蜜蜂會記錄何種花蜜好吃,每次採蜜時都會找類似的花朵。但這個發現背後存在一個有趣的問題:蜜蜂如何辨認花朵?是靠顏色?形狀?還是兩者同時判斷?對於可以溝通的人類來說視覺實驗非常簡單容易,但對於無法表達意見的動物來說就真的讓科學家傷透腦筋。為了解開蜜蜂認花之謎,楊主任設計了一套聰明的實驗方式。他將蜜蜂引入一個有兩道螢幕的箱中,一邊螢幕投射橫條紋、一邊為直條紋,在橫條螢幕前放置糖水,而直條螢
幕前放置白開水。經過幾輪訓練,讓蜜蜂知道橫條紋是有糖水的。之後用相同的方式讓蜜蜂知道藍色的螢幕前有糖水,而綠色的沒有。等圖形與顏色的訓練結束,楊主任讓顏色與圖案同時出現,結果發現蜜蜂主要是根據顏色的不同而找到糖水。這項結果也能從自然現象來解釋,因為在野外花型可能遭受外力改變,而花色較不易受環境影響,因此蜜蜂把花色當做判斷標準,是一個比較安全的做法。

除了昆蟲視覺的實驗外。楊主任最近也在研究磁場對昆蟲的影響。他發現在夜晚給沉睡的蟑螂、蒼蠅、白蟻加上強力磁鐵干擾,他們睡覺的角度會產生偏移;如果在蜜蜂身上綁上磁鐵,他們就找不到花蜜與回巢的路。在生理上,科學家也發現蜜蜂腹部存在感應磁場的鐵顆粒,因此在黑暗中也可以判定方向。但如果外在磁場改變,細胞的離子通道也會受到影響,除了方位判斷外,蜂巢的形狀與覓食情形都會受到影響。有科學家就認為,這種鐵顆粒是由花粉而來,而磁場的改變或許就
是造成蜜蜂消失的原因。

聽完這場精彩的演講後,覺得長期投入昆蟲研究的楊主任,就像擁有所羅門王指環的學者一樣能與蟲鳥溝通。藉由他精采有效的實驗設計,讓我們能夠放下原有的人類本位思想,從昆蟲的角度感受這個世界,體會到大自然的多樣奇妙之處!
OPEN
回頂部