透過千件標本研究蛇眼大小演化關鍵高中生與科博館團隊登上國際期刊

整理：劉庭莉（環境資訊中心記者）

臺中市常春藤中學學生黃晨瑋與國立自然科學博物館副館長黃文山帶領的生物學組研究團隊，花一年多時間，深入研究館藏33種臺灣原生種、1176件蛇類標本，證實在演化時間上較晚出現的類群眼睛愈大；陸生的蛇類眼睛比水生蛇類大；日行性蛇類眼睛比夜行性大。今年1月登上國際知名期刊《生態與演化前沿》，並獲世界知名蛇類權威讚賞。

黃晨瑋（左）從國小開始喜歡野外自然觀察，國立自然科學博物館生物學組團隊指導他參與研究蛇類眼睛演化。圖片來源：國立自然科學博物館提供

由黃文山帶領的研究團隊指出，眼睛是動物接收外界環境的重要器官之一，眼球愈大的動物，視力、敏感度、動態分辨率愈好。傳統上認為，蛇類由穴居的蜥蜴演化而來，由於洞穴幾乎沒有光線，所以較依賴嗅覺與觸覺等其他感官，而不依賴視覺探測環境，故眼睛較小。然而，高度多樣的蛇類物種與生存方式是否會影響其視覺功能，仍然是個未解之謎。

從國小開始喜歡野外自然觀察的黃晨瑋，對蜥蜴、蛇等爬行動物感到興趣，他透過大量閱讀圖鑑，察覺到臺灣本土蛇類的生態棲地與晝夜活動模式非常多樣。他好奇蛇的生態與行為特性是否會影響視力演化，於是加入科博館研究團隊。

「科學研究的過程並不像過去想像的簡單！」黃晨瑋舉例，標本長期浸泡在酒精裡身體捲曲，眼睛大小和頭長、頭寬的數據是否會有誤差？能不能呈現最客觀的數據與資料？都會影響解析結果，要大量參考過文獻和相關研究成果，提出科學新觀點。

黃晨瑋（左一）利用課餘時間，測量逾千件國立自然科學博物館蒐藏的33種臺灣原生種蛇類標本的眼睛大小、頭長、頭寬等，學習以科學方法驗證假說，撰寫科學文章。圖片來源：國立自然科學博物館提供

黃晨瑋以科博館藏收集資料與分析，測量33種、共1176件館藏蛇類標本的眼直徑與頭寬。科博館說明，由於各物種的體型差距大，為能夠「公平地」比較眼大小，以頭寬為共變數進行分析。科博館並指出，1176件標本占館內蛇類收藏總量的92%，其中，包括六成臺灣本土蛇類物種數，少數標本更已蒐藏逾30年。

黃晨瑋與科博館團隊的研究發現，蛇類從穴居演化到陸生，眼睛大小呈現愈來愈大的趨勢，其中陸生日行性蛇類要靠眼睛捕捉獵物與躲避天敵，對視覺功能需求愈來愈大，因此眼睛最大，而夜行性蛇類眼睛比日行性略小一些；另外他們也發現，水生蛇類眼睛可能受限於光源不足，演化上投資較少能量在視覺，並可能轉向投資其他更有效率的感官功能。

夜行性蛇類物種的眼直徑較小。圖片來源：擷取自國立自然科學博物館簡報

他們將研究結果寫成《蛇眼大小與棲地及晝夜活動模式的相關性》，是全世界第一個利用親緣關係闡述蛇類眼睛演化過程的研究，投稿一個月內即被接受，今年1月登上國際知名期刊《生態與演化前沿》（Frontiers in Ecology and Evolution）。世界蛇類權威康乃爾大學教授葛林（Harry Greene）相當讚賞這篇論文，肯定高中生能利用標本探討演化議題。

本文轉載自「環境資訊中心」網站，內容由許多專家學者及民間環團，提供國內外環境教育與環保資訊；主題涵蓋全球變遷、溫室氣體控制、環保生活、環境汙染防治、生態保育、能源節約與能源效率、綠建築等各面向。期許能替沒有選票的山林、濕地、海洋、土地發聲。