2011年2月27日 星期日

礁魚為何如此多彩?
美麗背後的科學 part 5

接著是人眼所看不到的。運用實驗室裡的紫外線攝影機,羅西偵測到一組色彩。他發現某些魚具有詭異的色彩,像是紫外黃,就是同時包括紫外線和黃色。就如同色彩的構成,橘色是黃色和紅色組合而成;只是這些紫外線色彩無法在人眼前顯現。羅西說:它既不是紫外線,也不是黃色,我們以前根本不知道它的存在。

此外,能看見紫外線光的魚通常也有發出閃光的能力;牠們可以對同樣具有此一能力的魚種發出彩色脈衝光作為訊號。羅西說:這種訊號是同一群魚的專用溝通管道,像是通知大家獵食者的接近。大自然賦予小型魚類的任務就是躲避牠們的獵殺者,而這種發訊能力對牠們而言顯然是一項優點。魚群中處於箭頭位置的魚由於脫離大集團的安全區而成為容易下手的目標,透過發訊,牠可以召喚魚群靠攏。南太平洋有一種藍鯛在潛進珊瑚礁時會發出警告訊號,看起來就像頭上戴了一盞小燈。羅西說:在紫外線裡它顯得特別明亮,這些魚彷彿是螢火蟲。

身為魚類行為學家的羅西說,要了解魚類對不同色彩的反應是有可能的,只是必須在實驗室裡對魚作一些色彩反應訓練。這些都有可能,只是太花時間;事實上,有些類似的研究已經針對金魚和斑馬魚做過,但目前沒有足夠的經費來研究礁魚,所以尚無研究報告發表。不過羅西指出,這樣的研究還是相當有趣的,它可以在一開始時協助研究人員了解魚爲什麼會這麼多彩。

羅森瑟說有關魚類會這麼多彩的傳統解釋其實是行不通的。舉例來說,就像亞瑪遜的毒箭蛙,以及北美洲的海蛇和教皇蝶魚,過去認為鮮豔的色彩用來昭告大家我是危險的或是難吃的;還有蝶魚具有尖刺,天蠍魚在受到驚嚇時會揚起彩色的背鰭,看起來也都對,只是大部份顏色漂亮的礁魚對我們人類來說,其實是很美味的。另外,艷麗的色彩是爲了求偶;以鳥類爲例,最佳的例子就是色彩華麗的公孔雀,但放在魚身上就不是這麼回事。好比是畢卡索剝皮魚和皇后天使魚,公的和母的都是一樣豔麗,光看外表根本無從分辨雌雄。

羅西說:無論如何,這絕對不會只有一種解釋;而是會有許多因素。

待續......

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2011年2月25日 星期五

WEB-LUE 泰國淘島Koh Tao



數年前去泰國蘇梅島度假時,特地跑去附近的淘島潛了兩支氣瓶。坦白說除了五顏六色的聖誕樹管蟲是我在別處沒見過之外,水底景觀遠不如島上峋磷怪石來的有特色。

不過這期WEB-LUE在同一潛點的遭遇顯然比我幸運太多,哇賽,連鯨鯊都出現了!

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2011年2月18日 星期五

礁魚為何如此多彩?
美麗背後的科學 part 4

牠們到底是什麼顏色?

古諺說:有心就能看見美麗。加上色彩這要素,這句話更顯真切。由於魚眼構造的不同,牠們可能看到的是一個全然不一樣的世界。

既然魚眼和人眼相去甚遠,牠們在礁區看到的鄰居會長成什麼樣子,我們大概也只能用猜測的。雖然牠們看起來似乎很美,但我們並非牠們真正的觀眾。當我們認為牠們既漂亮又多彩時,這很可是只是純屬巧合。

夏威夷大學Manoa校區動物學系教授暨夏威夷海洋生態研究所副所長喬治羅西George Losey説:"我們甚至連牠們是什麼顏色都搞不清楚,我們一直以為牠們就像我們看到的。但是有了紫外線這因素之後,我們現在知道這些魚兒和我們眼睛所見的很不一樣。"

羅西建議,在問礁魚為何這麼亮麗多彩時,先了解魚眼中所看見的究竟是什麼顏色。答案可能會令你意外。"我們決定不用眼睛來看見顏色,而是刮取某種魚的表皮用工具來鑑別牠的顏色。"

羅西發現對某種魚會顯得很亮麗的顏色,對另外一種魚就未必如此;在某個距離看起來對比很強烈的色彩,換個距離也未必這樣。拿藍橘粉紅斑點的鸚鵡魚來說,當你靠近牠時,牠顯得俗麗無比;但當你漸漸離開,對某些魚的眼睛來說,這些色彩開始混在一起,混成非常像背景的顏色。

這其實也就暗示著,至少對某些魚而言,牠們身上的那些色彩並非我們認為的色彩。我們肉眼所能看到的顏色,甚至是非常顯眼的顏色,對魚來說可能是看不到的,反之亦然。羅森瑟說,想想看,陸棲動物的幼仔多是以偽裝色逃避被獵食,而許多雀鯛和其他幼魚卻暨亮又炫。當牠們長大成成魚之後,體色變成暗灰。

待續......

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2011年2月13日 星期日

礁魚為何如此多彩?
美麗背後的科學 part 3

由於水是極有效的光線過濾器,在深水處所看到的世界和淺水處是相當不一樣的。這也就是深海魚僅需依靠些微的光線,牠們的眼睛比較容易接收黃綠色的光線,其次是藍綠光;大多數的狀況是,牠們可能已經喪失了看到紅色的能力。

羅森瑟說:許多魚種在牠們的一生之中,為了適應不同的棲息地,牠們的視覺系統也會跟著改變。某些鰻魚會因為身處淡水或海水,牠們眼睛的彩色細胞也有所不同。棲息在加州海藻林裡的海鯽,則會因居住在低光度的海藻區,或者是高光度的開放水域,具有不同的視覺敏感度。由於魚眼的桿細胞和錐細胞隨著居住地改變調適,牠們可以從環境中獲得最大量的視覺資訊。

在沒有特製攝錄器材的協助之下,比較難以想像的是,魚眼視覺上的重大差異。大約半數的魚可以偵測到紫外線,百分之二十到三十的魚可以清楚地看到紫外線這种顏色。雀鯛和六間雀鯛,具有全彩的視覺,視網膜上還多了可以看到紫外線的第四組錐細胞。這兩種魚都吃浮游生物,這些浮游生物剛好在紫外線光譜中會反射出很多光。

羅森瑟指出,如果你是以浮游生物爲生,能在視覺背景之中擷取出浮游生物是很合理的。如果你不吃浮游生物,這些浮游生物反而是雜訊;它們會是你和你想搜索的大物之間的一層霧幕。

待續......

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2011年2月4日 星期五

礁魚為何如此多彩?
美麗背後的科學 part 2

魚兒能看到什麼?

要了解礁魚身上的色彩爲何會如此豐富,先從了解牠們的眼睛開始。我們知道人類自己的眼睛,但我們並非魚類溝通、躲避,或獵食的對象。因此,我們先來看看特定魚種眼睛的構造,之後我們便可以推斷牠們看到什麼、為什麼會看到、如何看到。

理想狀態下,我們會檢視典型的魚眼,解剖它,測試視網膜以了解它對光的敏感度;計算眼睛的視錐和桿狀細胞,這些分別是偵測彩色和黑白的感應器,然後我們就可以作出判斷。問題是,典型的魚眼根本不存在,因為吃的東西不同、棲息的地方不同,礁魚的視覺能力也各有不同。

依據不同的任務和需求,魚眼也發展出不同的演化。金鱗魚和天竺鯛是夜行性的魚,牠們僅依賴有限的光線。比目魚大部份時間朝上張望,水針魚則是一路往下看。羅森瑟指出:礁魚看世界的方式和牠們的生活型態息息相關,不同的視覺任務帶來許多不同的視覺能力和專長。

人類眼睛具有桿細胞和用來接收紅、綠、藍光的彩色錐細胞。包括鯛魚和神仙魚,大部份小型的掠食性及草食性魚類也具有和人類相似的構造。礁魚的視野提供了晚餐時搜尋小魚、海綿和微藻所需的資訊;而在白天較活躍時,也有良好的視力。

另一方面,就像哺乳動物,大型的掠食性魚類多屬色盲的一群,這是為了換取空間精確度所做的犧牲。在低光度下獵食小物所需的搜索能力和動作感知能力,對大型魚類是很重要的。

無論如何,想知道魚類到底看到什麼,最好的方法就是和人眼比較。科學家花了許多時間研究魚眼的構造,主要是因為魚類幾乎出現在任何可以想像的狀態。有些洞穴裡的魚生活在完全的黑暗之中,有些在污濁的小河裡,有些則在清澈的珊瑚礁區。魚類棲息地的深度和坡度,會導致魚眼生理學上的差異。

待續......

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