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色盲烏賊偽裝術揭密 視覺行為生態學新發現【2011.06.13秘書處】

本校生命科學系焦傳金副教授,在國科會經費支持下,運用高光譜影像拍攝技術,發現烏賊的皮膚在可見光範圍內與自然背景有相似的反射光譜,能讓色盲的烏賊化身為偽裝高手。本研究更首度以模擬魚類視覺系統進行烏賊偽裝行為驗證,成果已獲刊於美國國家科學院院刊(PNAS),並開啟視覺行為生態學研究的新方向。

「烏賊屬於軟體動物門中的頭足類動物,具有高度發達的腦,雖然有像魚類般的眼睛,並具有高度的空間解析度,但他們卻無法看到顏色。」焦傳金表示,烏賊在遭遇天敵威脅時,偽裝體色的展現是防禦的第一步,牠可以藉由分析環境中亮度、對比、物體的大小等視覺特徵,透過視覺神經訊號來控制皮膚上的色素囊的收縮,在幾秒內就能迅速改變體色及體態,堪稱自然界中的偽裝之王;烏賊藉由這些視覺訊號送到大腦處理,會控制其全身數百萬個色素細胞,讓牠在非常短的時間內決定要在哪些區域釋出這些色素細胞,進而展現出不同的體色、體態,將自己偽裝在幾乎任何的自然環境中,這種膚色的快速改變以因應底質環境的變異,堪稱是動物界中最複雜也最有趣的例子。

焦傳金副教授的實驗室與美國麻州木洞海洋生物實驗室(Marine Biological Laboratory, Woods Hole, MA)的Hanlon博士及紐約州西點軍校(United States Military Academy, West Point, NY)的Wickiser博士進行合作,利用高光譜影像拍攝系統(Hyperspectral Imaging System),將烏賊在不同底質環境中的偽裝體色與體態,以每一奈米為一單位,進行連續拍攝。比較分析烏賊與底質環境的反射光譜,發現烏賊的皮膚與自然的底質,在可見光的範圍內有相似的反射光譜,使得色盲的烏賊有可能達到偽裝的色彩相配。焦老師提到,這項研究更進一步藉由模擬魚類的視覺系統,包括兩色色覺及三色色覺的魚類,發現烏賊不但能在缺乏色彩視覺的情形下表現極佳的偽裝體色,並成功躲過天敵的色覺系統。這項研究支持了頭足類的偽裝體色與捕食者之間的共演化關係,並開啟了視覺行為生態學研究的新方向。

焦老師指出,烏賊的偽裝行為除了是非常有趣的生物學研究,希望藉此研究成果引起其他對此領域有興趣的學者進行深入研究外,也期許將在建築、廣告及服裝設計等領域有啟發性的影響。也許在不久的將來,烏賊的偽裝技巧能使得哈利波特的隱形斗篷得以於生活中實現。

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