2018年9月3日 星期一

紅樹林濕地中的大小彈塗魚(mudskipper) 09-03-2018


紅樹林濕地中的大小彈塗魚(mudskipper)






圖01. 常可見牠們在退潮的泥灘上彈跳，故稱之為彈塗魚(此圖為小彈塗魚，身長約6〜7公分)。




社子島QRcode影片_彈塗魚篇


影片來源：https://www.youtube.com/watch?v=RZfLBdV_iiQ



1.   台灣有5種彈塗魚。其中數量最多的是小彈塗魚(=廣東彈塗魚(Periophthalmus cantonensis)，魚身有灰褐色條紋，在五種彈塗魚中體型最小，體長約6～7公分，閩南話稱為「泥猴」或「石貼仔」，在西部沿海一帶相當常見。

2.   彈塗魚胸鰭十分粗壯，因此具有攀爬的能力，牠們的尾部強而有力，所以常可用尾部在泥灘地上彈跳。

3.   彈塗魚的左右腹鰭愈合成一個吸盤，因此牠可以吸附在紅樹林的莖部等垂直的部位休息。

4.   彈塗魚牠們的頭大尾小，兩隻眼睛長在頭頂而且比較凸出，這樣牠們不論是身體浸在水裏或是只露出雙眼在水面上，都可以隨時注意到來自空中捕食牠們的鳥類，及早躲避。不過彈塗魚沒有淚腺，無法分泌淚水保護角膜。

5.   彈塗魚會透過口部和鰓室儲存水份來幫助呼吸。彈塗魚與青蛙相似，主要是以潮濕的皮膚進行呼吸，牠們常於泥灘上打滾，是為了保持皮膚濕潤，幫助呼吸進行。彈塗魚是少數能在低氧環境下生存的動物之一。

    大彈塗魚(＝薄氏大彈塗魚)與小彈塗魚(＝廣東彈塗魚)的不同處在於：
     大彈塗魚
     小彈塗魚
(1) 體表有藍色斑點
        多
        少
(2) 身長
    15-20公分
      6-7公分
(3) 食性
 
素食者(藍綠藻、硅藻等)
肉食者(沙蚤、橈足類等)
(4) 離開水面活動時間
        較短
        較長

※大彈塗以淤泥中的藻類為主食；小彈塗以沙蚤、橈足類為主食。



A Mudskipper Battle | South Africa
(南非彈塗魚的戰鬥)    畫面清晰 值得一看

影片來源：https://www.youtube.com/watch?v=NdpDNx2p67E


6. 薄氏大彈塗魚(Boleophthalmus boddaerti)是吃淤泥的動物，牠將頭置於淤泥面 

上掃來掃去，吸取泥面上薄薄一層營養豐富的藻類。

7.   在泥灘表面的能量循環中，薄氏大彈塗魚佔十分重要的地位，因為牠們吃了淤泥碎屑後，又將能量傳送給白鷺和蒼鷺等涉水鳥。

8.   體型可長到15〜20公分的薄式大彈塗魚，比較少離水活動，但身體佈滿淺藍色斑點很容易辨識。這種俗稱「花跳」的大彈塗魚，在求偶或是要嚇退侵犯牠領域的招潮蟹時，會豎起牠美麗的背鰭和尾鰭。

9.   「大彈塗魚」的背鰭豎起來時，牠的背鰭鰭條末端有絲狀延長「小彈塗魚」則無。




圖02. 薄氏大彈塗魚(Boleophthalmus boddaerti)─花跳(身長約15〜20公分)。






圖03. 薄氏大彈塗魚之二。

圖片來源：https://deskgram.org/explore/tags/彈塗魚



Mudskipper. Land of Dragons | Nature - Planet Doc Full Documentaries
(彈塗魚 陸地上的恐龍｜自然-星球紀錄片)
                        





台灣另外還有3種彈塗魚，但數量稀少，牠們分別是：

(1)      普彈塗魚





圖04. 普彈塗魚─右邊紅色鰭的那隻彈塗魚。




(2)      青彈塗魚Scartelaos histophorus (Valenciennes' 1837)

    背鰭極長，常高舉似揚帆般，棲息地與體型(7～8公分)都與小彈塗魚相似。




圖05. 青彈塗魚Scartelaos histophorus (Valenciennes' 1837)。




(3)      大青彈塗魚(Boleophthalmus pectinirostris or  

      Scartelaos gigas)

        最大可長到18cm，喜歡住在臺灣西、南部河口及紅樹林泥灘等地，

        雜食性，偶而會跳躍，為1994才發表的臺灣新記錄種。






圖06. 大青彈塗魚的照片。








圖07. 在馬來西亞的紅樹林有三種類的彈塗魚。(由大往小排列如下)

(1)巨大彈塗魚(Giant Mudskipper)肉食(以螃蟹為主食)、單獨行動

(2)藍斑點彈塗魚(Blue spotted Mudskipper)素食、單獨行動

(3)金色斑點彈塗魚(Gold spotted Mudskipper)肉食、群體行動







圖08. 鷹眼巨大彈塗魚以螃蟹為主食(eagle-eyed Giant Mudskippers (Periophthalmodon schlosseri))

圖片來源：http://www.besgroup.org/2017/02/24/crab-eating-mudskipper/



Mudskipper's high jumps - Nature's Greatest Dancers: Episode 1 Preview - BBC One
(彈塗魚的高跳-自然界最偉大的舞蹈家)



Fish Battle on Land | World's Weirdest
(在陸地上魚的戰鬥/世界上最奇怪的事)




張貼者： 於 沒有留言:

2018年9月2日 星期日

螢火蟲發光的原理 09-03-2018



螢火蟲發光的原理


圖01. 滿山的螢光小精靈，令人望而忘憂。日本岡山縣後樂園，日本攝影師Tsuneaki Hiramatsu完成了令人驚歎的作品“夏夜螢火蟲軌跡圖”。




螢火蟲同步發光 是為了遇見對的牠



植物的光合作用(Photosynthesis)→將光能轉變成化學能(ATP)；
大自然中有許多生物則能行相反的反應→將化學能(ATP)轉變成螢光(Bioluminescence)。



A.   螢火蟲及螢光的簡介：



一、       陸地上能進行螢光反應的主要是大約2000種的螢火蟲、若干其它種類

        動物和約50～60種的螢光真菌(mushrooms)。

二、       在深海中，到底有多少種能發螢光的生物存在，至今連專家也無法真正

        知曉，有些海洋生物學家估計，90％的海洋生物都能發螢光！

三、       以臺灣而言，有62種螢火蟲(Fireflies)(註一)，其中黃緣螢、條背螢

        及黃胸黑翅螢三種為水生螢火蟲，水生指的是其幼蟲在水裡生活。



雌光螢
(1.)      雌光螢科昆蟲是臺灣除了螢科以外，唯一會發光之昆蟲。
(2.)   全球雌光螢原有33種，其中3種在台灣。2011年馬祖新發現2種雌光螢，將數目增至35種，台灣因此增加為5種。
(3.)   每年2〜6月時，雌成蟲白天蟄伏土中，日落後鑽出土表活動，並舉尾發光求偶，每日活動1小時，雨天則不求偶。雌光螢幼蟲以馬陸為食。
 
圖02.  2011年馬祖新發現2種雌光螢，北竿雌光螢及東莒黃緣雌光螢小檔案。
(1.)    學名：
北竿雌光螢：Rhagophthalmus beigansis Ho
東莒黃緣雌光螢：Rhagophthalmus giallolateralus Ho
(2.)    體型：
北竿雌光螢體長約10毫米(mm)
東莒黃緣雌光螢體長約12毫米(mm)
(3.)    雄蟲(♂)頭部扁平、複眼大、觸角短，通常不發光；
      雌蟲(♀)維持像毛毛蟲的幼蟲型態，中、後胸及腹部具小型發光器，爬行時發出點狀光，腹部末端有大型發光器，求偶時舉起發光



四、       螢火蟲屬於昆蟲，所以成蟲的身體跟其它昆蟲一樣，分成為頭、胸、腹

        三個部分。

五、       頭部小，隱藏於前胸背板下方，複眼十分發達，約佔頭部的二分之一以

        上，因此視覺十分敏銳。

六、       成蟲的一對觸角(antennae)分成11節，位於頭部頂端，兩複眼之間。

        成蟲的觸角可能是絲狀、鞭狀、鋸齒狀、櫛齒狀、雙櫛齒狀、鬚櫛齒狀…

        是螢火蟲成蟲分類的重要依據。

七、       多數螢火蟲的成蟲口器(mouthpiece)退化，因此僅能食取露水，有些成

        蟲如大端黑螢、黃緣螢也能攝食花粉或吸花蜜。螢火蟲胸部有兩對翅膀

        (前翅為革質，後翅為膜質)以及三對足，分別位於前胸、中胸、後胸部。



圖03.螢火蟲的成蟲腹部的發光器(lantern)，裡面具有發光細胞(Photocytes)正在發螢光。另外成蟲的頭部及頭部的複眼，頭前端觸角，胸部的三對腳皆清晰可見。


八、       腹部最重要的特徵為發光器(lantern)，發光器內含發光細胞

        (photocytes)，而發光細胞中過氧化氫小體(peroxisomes)胞器內，含 

        有螢光素(Luciferin)和螢光素酶(Luciferase)，所以確切而言，螢火

        蟲是在發光細胞的過氧化氫小體內，經由一連串化學作用而產生螢光。



圖04. 發光器(lantern)的解剖圖。

1─發光細胞(photocyte)內含有大量的過氧化氫小體(peroxisomes)；

2─氣管(trachea)；

3─細支氣管(tracheole)

4─發光器神經(lantern nerve)；

5─細支氣管細胞；

6─氣管終末細胞


九、       一般而言幼蟲的發光器位於第八腹節的兩側，於夜間活動時發

       光。

十、       至於成蟲會不會發光，則要視種類而定；例如弩螢屬（Drilaster）

       的螢火蟲(註二)，雖然幼蟲會發光，但是雌雄成蟲都不會發光。

十一、    一般大家印象中的螢火蟲大多是雄蟲有兩節發光器、雌蟲一節發光 

        器，但這種情況僅見於熠螢亞科中的熠螢屬（Luciola）及脈翅螢屬 

       （Curtos）。

十二、    像臺灣窗螢（Pyrocoelia analis），雌雄都有兩節發光器，兩者最大

的區別在於雌蟲為短翅型，而雄蟲則為長翅型。也就是說螢火蟲成蟲腹

部有幾節發光器？或有幾個發光點？完全視種類而定。

十三、    螢火蟲成蟲體型約0.5～3.0公分。成蟲的壽命短，通常不超過20天。

        雄蟲在交配後一兩天內即死亡，而雌蟲則會找尋適合的地方產卵後死

        亡。

十四、 一般而言，螢火蟲的雌蟲體型較雄蟲大，而且就外部形態區分可分為三



       類：

(1.)    第一類為雌雄同型─二者都有翅鞘，雄蟲腹部的第六、七節有二 

      節發光器；反之雌蟲只有在腹部第六節有一節發光器。

(2.)    第二類雌蟲為半翅型(前翅退化)─雌蟲的翅鞘退化為半翅，僅留

      下翅芽。

(3.)    第三類的雌蟲稱幼蟲型或蠕蟲型─雌蟲的翅鞘完全退化，僅留下

      小斑塊狀或點狀。

B. 螢火蟲發螢光的機制：

1.  螢火蟲成蟲的腹部有發光器(lantern)，發光器內的發光細胞含有螢光素(Luciferin)和螢光素酶(Luciferase)，螢光素經過螢光素酶的催化，螢光素會與ATP、氧氣等產生一連串的生化反應，稱之為螢光素循環，從而發出螢光(請參考圖05.)。

2.  螢火蟲發光的主要功用是作為兩性吸引的溝通訊號，不同物種的螢火蟲會分別發出不同顏色、長度和節律的螢光。

3.  雄螢發出螢光訊號來追求雌螢，雌螢則以螢光訊號來表示是否答應求偶，更會以螢光訊號讓雄螢確定其位置。

4.  成蟲的唯一任務是找尋伴侶交配，繁殖下一代，牠們的壽命一般只有幾天～二十多天，因種類而異。


圖05. 螢火蟲發光器發光細胞內的螢光循環(bioluminescence cycle)。




螢火蟲發光.wmv




圖06. 螢火蟲發光器發光細胞發的螢光是冷光，95％的ATP轉變為能量，

僅5％產生熱。








5.  分子生物學家曾將螢光素酶(Luciferase)的基因，以遺傳工程的技術植入煙草植物的DNA中，讓螢光素酶(Luciferase)基因表現(expression)。

6.  也就是經由轉錄→轉錄後修飾→轉譯→轉譯後修飾等基因表現的步驟，然後在煙草植物細胞的過氧化氫小體中，形成具有生物活性的螢光素酶。

7.  將這樣的煙草植株至於富含螢光素(Luciferin)的溶液中，結果整棵植株都發出螢光。


圖07. 發黃色螢光的煙草植株(Glowing tobacco plant)。

螢火蟲螢光素酶(Luciferase)基因經由病毒傳送至煙草DNA中，將這樣的煙草植株至於富含螢光素(Luciferin)的溶液中，結果整棵植株都發出螢光。

(

Firefly luciferase gene, introduced via a virus into tobacco DNA，1986)






8.  螢火蟲所發的光中僅含少量紫外線及遠紅外光，絕大多屬於可見光。之所以又被稱為冷光(cold light)；是因為發光的能量，僅有5％轉變成熱。

9.  螢火蟲的發光效率極高，只有5﹪的能量轉變為熱能，其餘能量完全用來發光，所以我們稱之為「冷光」。



    各位網友花點時間上網去逛一逛，定可找到許多螢火蟲愛好者精心架設的網頁或網站，內有許多精采的照片。
因此本文只就自己知道的螢火蟲發光機制略加說明。

C.文章中的一些註解：

註一：

文中說臺灣有62種螢火蟲，是跟據台灣大學昆蟲系楊平世教授，於2005年科學人雜誌第39期5月號《螢火蟲為什麼會發光》一文上的資料。



註二：

弩螢成蟲在螢科昆蟲中屬日行性,所以不發光。之所以稱為「弩」螢，是由於前胸背板的形狀，類似古時候射箭所使用的弓弩,因此稱為弩螢。

台灣已發表的有9種弩螢，一般體型均小。


圖08. 奧氏弩螢(Drilaster olivieri)


體長 0.5～0.8公分，頭、胸黑色具微弱的光澤，前胸側角尖銳，尖端向下彎，翅鞘紅色佈滿短絨毛，腹面黑色，胸部各腳呈黑色。

本種為弩螢中分布較普遍，數量較多，從低海拔至中海拔都容易看到，棲息於潮濕低矮的林下或溪流附近環境，成蟲除冬季外全年可見，晝行，不會發光。



註三：

黃緣螢(Luciola ficta)為台灣產典型之水棲型螢火蟲，其幼蟲棲息在水田內、山溝內，淺池塘及濕地裡，終年可見其各齡幼蟲；成蟲在每年的三至四月及八至九月的兩個時期裡較為常見。交尾後的雌蟲，直接將卵產在這些水域旁的青苔空隙中，卵期為二十天左右及孵化幼蟲主食水棲螺類，蛻皮五至六次，進入蛹期，然後羽化成蟲，完成世代。




註四：

黃緣螢雌成蟲交配後會產卵在水邊苔蘚上，幼蟲孵化後進入水中生活，靠身體兩側的氣管鰓來呼吸，以螺類或小型動物屍體為食；老熟幼蟲一般在春天離水登陸在岸邊的土中建蛹室化蛹；成蟲羽化後不再取食，在棲地附近活動，並於夜間發出閃光尋找伴侶。

為了讓民眾能更貼近螢火蟲，科博館「小小動物園」的螢火蟲展示區

在每日上午九點至下午三點維持日照，讓民眾可以直接觀察黃緣螢水棲幼

蟲的行為與生態，下午三點至五點則會模擬夜間，民眾將可以感受到有如

置身田野，欣賞螢光閃爍飛舞的美景。歡迎民眾把握三、四月黃緣螢羽化

高峰期，前往科博館體驗螢火蟲的生態之美。

註四文字取材自98年3月6日《科博館人工飼育黃緣螢進入羽化高潮歡迎走進螢火蟲星光大道》新聞稿。



如今科博館的小小動物園整個撤展，思之甚覺可惜！


圖09.交配中的黃緣螢。




註五：

臺灣窗螢(Pyrocoelia analis)


圖10. 正在發光的臺灣窗螢的雄螢(Pyrocoelia analis)


台灣窗螢

螢亞科窗螢屬 夜型性
學名：Pyrocoelia analis (Fabricius, 1801)
發生：每年3～10月。
分布：全省海拔300公尺以下地區。
幼蟲：陸生型，以蝸牛為食。
成蟲：
雄蟲體長約1.5公分，觸角鋸齒狀，前胸背板半圓形，橙黃色，前緣有2枚明顯的腎形透明斑，稱為窗點。

翅鞘黑色，外緣有一條橙黃色寬紋。腹部第五、第六節有兩枚長橢圓形發光器，發兩節光。
雌蟲體長約2.0公分，橙黃色，翅退化縮小成翅芽，不具有飛翔能力，僅在地面上爬行，雌蟲的發光器有四點，發持續性黃綠色的光，不會閃爍。

成蟲夜行性，發光時間持續長，發生期為3～10月間，數量多時十分壯觀。

是目前臺灣平原間最為常見的螢火蟲。


螢火蟲的一生.wmv


張貼者： 於 沒有留言:
訂閱： 文章 (Atom)