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青蛙的研究-上
青蛙的研究-中
青蛙的研究-下

青蛙的研究-下

藉由生物力學的研究可得知樹蛙的吸附能力有多少。

  動物科學的蓬勃發展大約是這五十年內的事情,許多問題與技術以得到初步的解決,但這些動物學者總是會面臨到一些研究的瓶頸,必須藉助其他科學的幫忙,如:數學、物理、電腦、工程、化學…。結合這些學科能夠使得許多問題迎刃而解,甚至發展出新的學門。

  例如我們常常會說青蛙擅長跳躍,而蟾蜍的跳躍能力較差,但這只是個經驗的概述,實際上必須經由較科學的方法來檢視這些蛙類的運動能力。簡單來說可藉由內在結構與外在表現來探討這項問題:內在的就是骨骼、肌肉結構的差異,這需要結合解剖學來協助;若是外在的表現,就需要物理的力學,來探測各部為肌肉所展現的力量大小,這已成為新的領域-生物力學。

  生物力學在台灣發展尚未成熟,而應用在蛙類的研究則更少。過去曾有研究者針對樹蛙吸盤的吸附能力進行研究;亦有研究者探討靜水與流水區域蝌蚪的游泳能力。而在國外,生物力學已發展多年,應用於蛙類的研究也較繁多,包括:外型、腿長、蹼、蝌蚪尾鰭與游泳能力的關係;蝌蚪吸附於底質的能力;成蛙的攝食能力;蝌蚪齒列與攝食能力;蛙類跳躍後的緩衝…等。研究這些問題光靠生物學家是不夠的,但現今結合物理學者在力學方面的知識,便可進一步探索自然的奧秘。
 

林蛙的竊卵行為首次在兩棲類觀察到。

  關於蛙類的研究雖然已多到不可計數,但實際去察看時,卻又發現有許多仍缺乏的研究資料,更何況還有許多我們尚未探索到的現象與問題。以歐洲的林蛙(Rana temporaria)為例,它俗稱common frog,廣泛分佈於歐洲與西亞,堪稱青蛙界的〝白老鼠〞,有任何研究都會從它先下手,人們對它的認識可說瞭若指掌。但近期發表在Nature(Vol.431, 2004/09/16)的研究指出,雄性林蛙會有〝竊卵〞的特殊行為,讓人直呼不可思議。

  一般來說,蛙類的雌雄性比並非相同,特別是在繁殖季時,雌雄比例差異更大,造成許多雄蛙無法獲得配對的機會。因此在這強大的競爭之下,有許多雄蛙便會緊跟配對中的雌、雄蛙,待它們產完卵後立即衝向卵塊,並抱住卵塊進行排精的動作,這項行為被稱為〝竊卵〞(clutch piracy)。有些〝竊卵者〞還知道要先撥開卵塊,才能接觸到內部尚未受精的卵粒;有些甚至直接盜取正在排放的卵粒,有些成功配對過的雄蛙也會搖身變成竊卵者。在此研究中,有84%的卵塊遭竊,而且每一團卵塊平均遭竊5次,也就是有5位竊卵者的「關照」。經實驗證實,有些卵塊全無竊卵者的後代,有些則含有極高的比例;但平均來說,有近1/4的卵粒成功孵出竊卵者的後代。這樣的竊卵策略不但成功地增加竊卵者的利益(從0增到1/4),對雌蛙來說,非但能讓卵的受精率增加,更可使後代的遺傳多樣性增加。

  這是首次在蛙類身上所觀察到的行為,但目前也僅在西班牙的高山上的族群,尚未在其他地區發現。但這項研究實在振奮人心,除了驚嘆大自然的神奇之外,還有許多未知的世界等待我們去探索。
 

腰環是短期標記常用的方法。

  科學的研究無非是要探索大自然之奧秘,對於我們眼前所見的事物有所瞭解。然而,有些實驗勢必會對研究動物造成傷害,包括:標記、圈養、採樣,甚至要將之處死進行下個步驟。大致來說,藉由少數個體的犧牲來完成科學的研究,進而對整體族群有所助益,這樣的犧牲是有價值的,正所謂〝犧牲小我,完成大我〞。就好比早期醫學研究,會直接以〝人〞為實驗材料,以獲得最珍貴的資料。

  如今,人們悉知生命之可貴,開始有了「人道」的想法。甚至將此精神擴及至動物研究上,鼓吹「動物倫理」,此舉並非反對實驗動物的犧牲,而是希望這些為科學犧牲的寶貴生命,能獲得適當的利用與尊重。這樣的想法在國外已被納入研究者的道德規範裡,甚至還有專門的團體來審查這些研究。在台灣,動物倫理尚在發展當中,需靠研究者心中的一把尺來衡量。

  蛙類的研究也時常面臨到這方面的問題,除了處死之外,最常見的就是標記的問題。標記包含剪趾、腰環、晶片,各有各的優缺點,近期刊在Nature(2004.09.23)一篇題為「道德與兩棲類」的文章,就是在探討剪趾對蛙類的影響,文章最後在仍疾呼研究者需依研究情況,慎選實驗方式。而之前喧騰一時的「台北赤蛙腰環事件」則是一個良好的機會教育,讓研究者與關心保育的民眾更加正視這個問題,使民眾知道科學研究的需求,同時讓研究者知道保育人士的訴求,可別讓科學研究蒙上虐待動物的陰影,能夠在科學與道德之間取得平衡。

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