Friday, Oct. 31, 2014

     

響尾蛇大戰機器松鼠

圖片來源: Wikipedia

過年在網上找蛇故事,覺得這個挺有意思的,拿來跟大家分享。

這故事的主角是加州地松鼠(California ground squirrels)跟它的宿敵北太平洋響尾蛇(northern Pacific rattlesnake)。想像一下,松鼠在野外愉快地跳著,冷不防撞見前進的路上躺著的一隻吐著蛇信,有劇毒的響尾蛇。你押誰會贏?蛇年,當然賭蛇神的子弟勝出,可是真的是這樣嗎?下面這段是 YouTube 上眾多影片中的一支。

看來這松鼠挺難搞的,結果是蛇落荒而逃。響尾蛇雖然有毒,卻對松鼠起不了作用,這在多年就有正式研究證實過了[1]。不過這響尾蛇的確會吃松鼠,小松鼠比較容易死在響尾蛇手上,大松鼠就不一定了,所以松鼠看見響尾蛇會這麼兇惡是有原因了。這松鼠在見到響尾蛇時會開始用力搖尾巴,這個動作是要嚇阻蛇的進攻嗎?看起來不太威啊!

他們在野外找到響尾蛇棲身地,架好攝影機看這些蛇在野外碰到搖尾巴的松鼠會有什麼反應。研究的結果發現,看到搖尾巴的松鼠後響尾蛇比較容易放棄在這一區的埋伏行動而離開[2]。所以松鼠搖尾巴是有用的。

後續的研究發現原來松鼠搖尾巴不只是造成視覺效果而已,它們還讓尾巴發熱,讓能偵測動物熱源的響尾蛇能在用兩種感官確實知道松鼠的存在[3]。尾巴發熱的現象我們用眼睛看不出來,但是可以借助紅外線攝影機拍來記錄。在下面的影片裡可以看到當松鼠看見響尾蛇時,會加熱自己的尾巴,影片裡可以清楚看到松鼠尾巴是熱的。

但是如果換成不能偵測紅外線的松蛇(gopher snakes, Pituophis melanoleucus)出現在面前,那松鼠就不用浪費能量去熱尾巴了。

到目前為止我們得到的資訊是當松鼠碰上響尾蛇時會動怒(會叫駡哦),遇會劇烈擺動發熱尾巴,而通常在這個狀況下蛇就退走了。這個故事還少一塊未解:到底松鼠尾巴發熱不發熱,蛇在乎嗎?

這時,機器松鼠要上場了。為什麼一定要找電機教授幫忙建一隻機器松鼠來回答這個問題呢?因為你沒辦法要求松鼠違反本能,在看到響尾蛇時只搖冷尾巴呀!這隻松鼠的配備是一個會搖的尾巴,再配上一個讓你控制這搖動的尾巴要不要發熱的開關。這隻機器松鼠可以幫助研究人員搞清楚尾巴發熱這件事對蛇代表了什麼意義。他們在實驗室裡讓響尾蛇分別接見搖熱尾巴和搖冷尾巴的機器松鼠,發現響尾蛇在看到搖熱尾巴的松鼠後,會花比較長的時間注意熱松鼠,身體維持找獵物拉長形態的時間縮短,變得花比較時間纏繞起來戒備。

不過這些實驗都是在實驗室裡進行,搞不好只是一場誤會,在野外温暖陽光和青草香的影響下會不會出現完全不同的反應?驗證的最好辦法就是把機器松鼠搬到野外,測試響尾蛇對松鼠的的反應。聽起來很酷,可是你愛的話你去做,因為你得在豔陽下四處在草叢裡尋找響尾蛇,找到後在不能驚擾它(不然不是逃走就是攻擊),小心架好攝影機和軌道,把機器松鼠送到它面前,還要惹怒它向前進攻,記錄下蛇的動作和時間。研究人員先測試在野外松鼠能不能靠搖尾巴的動作來降低蛇的攻擊意願[4]。請看下面的影片。

實驗結果證實搖尾巴可以警告蛇,讓蛇更警戒而不進攻,或著放棄進攻。研究人員的解讀是這樣的,松鼠的這個動作讓蛇知道我已經看到你而且準備好跟你對戰,所以你勝算不大可以放棄了。當一隻松鼠搖起尾巴,也等於警告了其它松鼠,所以響尾蛇在這一帶埋伏沒什麼機會,還是趁早換獵場吧。

這一系列的研究還在持續進行中,新的故事還在發展中,等到進一步劇情明朗後再回來為大家報導。不過去年出現了個意外的插曲。美國有位參議員每年會選出他覺得美國政府浪費預算的花費明細,去年這篇拿稅金造機器松鼠的研究經費也上榜。請見美國 ABC 電視台的報導

後續當然出現不少討論,有人指出這些研究有很不錯的學術價值,有人認為在教育上提供很好的教材,有興趣的人可以在網路上找找相關連結。國家經費當然需要用在對的,而且需要的地方。但是什麼是需要的地方?能賺錢申請專利的研究當然不錯,但是維持研究能力的多樣性,讓社會裡留住能從各種不同角度看問題的人,不也是件重要的事?

參考文獻:

[1] Poran NS, Coss RG, Benjamini E. Resistance of California ground squirrels (Spermophilus beecheyi) to the venom of the northern Pacific rattlesnake (Crotalus viridis oreganus): a study of adaptive variation.
Toxicon. 1987;25(7):767-77.

[2] Rulon W. Clark Pursuit-deterrent communication between prey animals and timber rattlesnakes (Crotalus horridus): the response of snakes to harassment displays. Behavioral Ecology and Sociobiology (impact factor: 3.18). 04/2012; 59(2):258-261.

[3] Rundus AS, Owings DH, Joshi SS, Chinn E, Giannini N. Ground squirrels use an infrared signal to deter rattlesnake predation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Sep 4;104(36):14372-6.

[4] Barbour MA, Clark RW.Ground squirrel tail-flag displays alter both predatory strike and ambush site selection behaviours of rattlesnakes. Proc Biol Sci. 2012 Sep 22;279(1743):3827-33.

About Author

陳俊堯

慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。

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