9.26.2011

魚眼中的烏賊偽裝@PNAS



在人類的眼中頭足類毋庸置疑是偽裝之王(cuttlefish camouflage), 但是偽裝的目的在於躲過掠食者或是欺騙它的獵物, 頭足類的偽裝在牠們的掠食者的眼中是甚麼樣子?大部份頭足類是色盲, 而它們的掠食者則有良好的彩色視覺, 到底色盲的偽裝真的逃得過彩色視覺的法眼嗎?本研究以影像配合演算, 將魚看到的頭足類偽裝呈現在我們眼前。


研究團隊:
Chiao, Chuan-Chin
Marine Resources Center :: Laboratory of Roger Hanlon


原始文獻:Hyperspectral imaging of cuttlefish camouflage indicates good color ...

相關報導:
隱形斗蓬不是夢 台灣學者解開烏賊偽裝行為-Yahoo!奇摩新聞

2011花枝飼養紀錄

2011Nov Sepia filibrachia(暫) https://www.facebook.com/#!/photo.php?v=225895477478041 

20110923 Metasepia tullbergi America Reefs Magazine - Rearing the Flamboyant Cuttlefish

20110923 Metasepia tullbergi, Sepia latimanus, Sepia bandensis America Video - Steinhart Aquarium cephalopod update - Blogs - TONMO: The Octopus News Magazine Online


2011魷魚野外目擊紀錄


20110927 Sepioteuthis australis Australia Local anglers catch more than 50 jumbo Humboldt squid

20110926 Jumbo squid America (California) http://www.vcstar.com/news/2011/sep/26/coroloma-anglers-catch-more-than-50-jumbo-squid/

20110925 軟絲卵 台灣 (東北角) http://a4.sphotos.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-ash4/s320x320/297779_243377305708113_105673816145130_625415_1810842523_n.jpg

20110921 Octoputeuthis deletron America (Monterey Canyon off California) For Deep-Sea Squid, Same-Sex Sex Is Only Half the Story  

20110920 Sepioteuthis lessoniana HK A small cuttlefish [HQ]

20110919 Heteroteuthis sp 台灣(蘭嶼)http://www.facebook.com/pages/Cephanews-Taiwan/105673816145130#!/photo.php?fbid=240061662706344&set=a.201663796546131.51128.105673816145130&type=1&theater
 

2011章魚野外目擊紀錄

20110923 Blue-ring octopus 東北角 藍線章魚VS藍環章魚

20110919 Octopus luteus 台灣(蘭嶼)http://www.facebook.com/pages/Cephanews-Taiwan/105673816145130#!/photo.php?fbid=240062322706278&set=a.201663796546131.51128.105673816145130&type=1&theater



7.13.2011

頭足類的演化 @ Bioessays



現在約有180屬800種的頭足類, 在地球上曾經有4000個屬, 這篇由德國與美國共同合作的研究, 從化石胚胎發育以及分子證據, 來探究這個比蟑螂還早出現的動物, 在漫長的演化史中有些甚麼故事。這個現在看起來軟軟的動物, 化石紀錄上可沒有缺席, 豐富多樣的種類, 牠們是化石地層上的時間指標。少數種類更保存了軟組織的化石, 讓我們一窺古頭足類的內在。作者以以下幾點探討頭足類的演化歷史:

1. 胚胎
2. 有腔室的殼
3. Nectocaris pteryx
4. 分子演化證據
5. 現存頭足類的祖先
6. 殼內化
7. 殼消失

演化事件節錄:
5億3千萬年前(寒武紀) 由類似單板綱的生物發展而來, 堅硬的外殻變化成調控浮力的腔室構造。
4億1千萬年前(古生代) 鸚鵡螺(Nautilus)與現生頭足類(Coleoids)兩大分枝
2億7千萬年前(古生代晚期) 現生頭足類分枝, 骨骼內化。現在的章魚/ 魷魚, 烏賊分枝。

原始文獻:Cephalopod origin and evolution: A congruent picture emerging from ...
相關文章: The greatest science paper ever published in the history of humankind

6.30.2011

單眼的演化@BMC Evolutionary Biology



因胚胎發育起源不同等, 頭足類與脊椎動物的單眼被認為是沒有親緣關係, 在演化史上各自發生, 為趨同演化必舉的例子。這樣的想法在發現眼睛發育相關的基因 "pax 6/ eyeless, eyes absent, dachshund, sine oculis" 之後改觀, 這些基因在兩側對秤以及輻射對秤的動物已經擁有, 目前認為動物界眼睛的演化該是同源的, 在不同的演化歷史下造成現在看到的各種眼睛構造。

想要知道演化歷史怎麼在眼睛動手腳, 軟體動物可說是非常好的材料, 從眼點, 針眼到複雜的單眼都可以在這個門中看到, 本篇研究者比對頭足類與脊椎動物眼睛發育階段的重要基因, 想知道哪些基因與單眼相關的演化密切相關。

他們首先找出頭足類眼睛發育階段相關的5707個基因, 其中有1 56個基因在頭足類的演化過程中強烈受到汰選壓力, 接著再從頭足類與脊椎動物的眼睛比對, 找到有1571個基因相同, 這些都有可能為單眼演化相關的重要成員。最後找出了三個基因, 在微鰭烏賊(pygmy squid)的胚胎上進行原位雜交(in-situ hybridization)的實驗, 結果發現這三個基因與視覺相關的腦區"視頁"(optic lobe)形成有關。

原始文獻: Genetic mechanisms involved in the evolution of the cephalopod - NCBI
相關文章:Genetic mechanisms involved in the evolution of the cephalopod camera eye ...

5.24.2011

魷魚的祕密溝通的構造證據 @ Bilogy Letters

使用身體花紋溝通防禦以及偽裝的頭足類, 仰賴的工具是牠們體表的色素胞以及虹彩細:chromatophores.jpg

測量在不同角度的偏振光濾片下, 魷魚皮膚虹彩細胞的反射光波長, 發現:
1. 不同偏振角度下, 虹彩細胞的顏色會改變。
2. 虹彩細胞的反射光為偏振光。
3. 覆蓋在虹彩細胞上的色素胞, 作用有如彩色的濾片, 會改變虹彩細胞反射光的顏色, 例如當黃色素胞張開時, 虹彩細胞的反射光從480nm變為540nm; 而褐色素胞張開時, 則會完全遮掩反射光。


色素胞的張閉為神經主動調控, 因此魷魚可以主動控制虹彩細胞反射光的有無以及顏色。加上這個反射光為偏振光, 所以只有看得到偏振光的眼睛才看得到。大部份捕食頭足類的動物不具有偏振光視覺, 由此推測, 魷魚可以在偽裝的時候使用虹彩細胞釋放祕密的溝通訊息。

原始文獻: Anatomical basis for camouflaged polarized light communication in ...
研究團隊: Marine Resources Center :: Laboratory of Roger Hanlon

5.21.2011

CephaNick的軟絲發育日記-6

這是一篇接續2007年時的日記,拖稿拖了太多年了...這系列是頭足類胚胎發育過程很好的分享。
請繼續收看...



上圖是由卵授精過後的第七天。在把卵膜外的卵鞘(Egg capsule)剝除後,顆顆透明、直徑約0.8cm大小的卵膜內有著一個個的軟絲小生命。雖然每個個體幾乎皆是同時產出的,但還是可以看的出來每個軟絲可能因孵育的水體中:溶氧、溫度...等些微的不同,導致有不同的發育階段。例如上圖黃色箭頭指的軟絲胚胎發育時期就早於藍色箭頭的胚胎。



這張圖是卵鞘中發育較晚期的胚胎,這個胚胎已發育到了第23時期,可以看的出來不只往後用來噴水的漏斗口已經癒合(紅色箭頭,請參考CephaNick的軟絲發育日記-5),另外小小的鰭已經長出來了(黃色箭頭),而各個腕上的吸盤也正出現中(綠色箭頭),眼睛的水晶體也迅速發育當中(藍色箭頭)!


5.18.2011

烏賊舉手作偽裝 @ proceeding of the royal society B



烏賊除了會作體表花紋的偽裝之外, 他們也會利用腕足擺成合適的姿勢讓自己隱沒在立體的背景中。這是首次找出可以讓花枝在人工背景的下, 做出姿勢偽裝的方法。


原始文獻: Cuttlefish use visual cues to determine arm postures for camouflage
研究團隊: Marine Resources Center :: Laboratory of Roger Hanlon

4.13.2011

2011Euroceph meeting @ Naples (Italy)

圖片欣賞: http://www.facebook.com/album.php?fbid=159829000745396&id=100001548903721&aid=36504&l=97c1c0b030


一、 會議重要性

Euroceph 2011是一個非常特殊的國際會議,本次會議討論當前頭足類生物學的研究現況,所有與會的重量級國際學者(包括一位諾貝爾獎得主)共同討論未來10年頭足類生物學的發展方向以及合作的可能,更重要的是討論即將在2013年於歐盟實施的頭足類研究管理規範,這將影響未來10年國際頭足類研究的發展。

二、 參加會議經過

4/7 會議的開場演講為頭足類行為神經科學研究大老John Messenger, 他回顧了神經科學上重要導師John Zachary Young在Naples海洋研究站的兩個重大發現對於後續研究的影響, 以此作為開端討論未來可能發展方向。其一為發現魷魚的巨大神經, 開起了Hodgkin與Huxley對神經傳導的研究 (1963諾貝爾獎), 這是一個成功的選擇。其二則為選擇章魚作為模式動物探討學習記憶, 雖然章魚能夠展現複雜的學習行為, 但是在神經生理層面, 章魚的腦非常複雜無法以當時的技術作研究, 相對之下Eric Kandel選擇了構造簡單的海蛞蝓則成功了(2000年諾貝爾獎); 選擇模式物種的成功與否受到了當代科學技術發展的限制。

第一場海報展示, 與研究者進行了一些討論, 獲益良多, 節錄如下:

1. Effects of ocean acidification on statolith calcification and prey capture in early life cuttlefish, Sepia officinalis (R. H. Maneja, et al., Germany)

二氧化碳造成暖化與海洋酸化, 烏賊因為需要碳酸鈣作為骨板以及平衡石的材料, 酸化低氧的環境使得兩個構造不正常, 影響攝食行為, 是探究暖化對生物影響的良好材料。另外, 烏賊能夠在一周內校正這些不正常發育對平衡影響, 其在海洋酸化後存活的能力, 是個值得探究的問題。

2. Cholinergic system of Octopus vulgaris: new cues from cChAT and pChAT immunohistochemistry (L. D’Este, et al. , Italy & Japan)

這是一個跨國合作的案例, 由日本團隊提供想法以及技術, 與擁有頭足類資源的義大利團隊合作, 比對脊椎動物與無脊椎動物cholinergic神經傳導, 了解中樞與周邊神經的神經傳導控制, 可能爲神經醫學帶來新的想法與應用。

3. A comparative analysis of different anaesthetics in Octpus: towards true anesthesia (E. Pagano, et al. , Italy & UK)

Efficiency of different anaesthetics as welfare promoters during human manipulation of European cuttlefish (A. V. Sykes et al. , Portugal)

Preliminary results on Octopus vulgris juvenile and adult cold-water anesthesia and euthanasia (A. V. et al. , Spain & Portugal)

因為歐洲在2013年將執行新的”以動物作為研究材料規範方法”, 方法中對頭足類與脊椎動物做了嚴格的人道處理規定, 其中麻醉即為一個重要議題, 過去經常使用的幾種麻醉劑的效果再度被仔細的比較與檢視。

4. Can cuttlefish use polarization sensitivity for orientation (L. Cartron et al. , France & Israel)

頭足類的偏振光視覺是近年的新發現, 此篇研究的方法, 讓正在進行認知行為研究的我們, 學到了關鍵的訓練技巧。

4/8 一整天的演講, 節錄如下:

1. Considerations for future cephalopod research

整理了近代對頭足類的發現, 未解之謎以及未來需要進行的工作。

a. 族群量分析

b. 族群結構

c. 老化以及定齡

d. 產卵場保護

e. 生態為基礎的海洋保護區

2. Population

a. Tagging

英國團隊在實驗室進行標定烏賊的測試, 3公分大小的紀錄儀, 能夠紀錄烏賊的活動, 若能施行於野外, 我們將能更了解頭足類如何使用產卵場與棲地。

b. Physiological performance of cuttlefish juveniles

比對英吉利海峽周邊的產卵場, 幼生生理表現的差異, 發現區域間有不同。

3. Aquaculture

西班牙與葡萄牙的合作, 在實驗室的環境完全養殖歐洲常見烏賊, 從出生的第一日起即可吃冷凍食物, 這是頭足類飼養的ㄧ大突破。

4. Camouflage

一連三篇講述頭足類精緻的偽裝能力, 至目前為止頭足類仍是視覺偽裝領域最佳的研究動物。另外還有兩篇研究體表反光以及色素細胞, 了解其作用機制以達到偽裝或是展示的體色, 這是軍事偽裝或是商業廣告所注目的範疇。

5. Defence system

研究NO在中樞神經分佈的狀況, 以及其可能調控防禦系統的方式。

6. Sensory

a. Vision

頭足類眼睛構造變異與可能的視覺機制, 這是40年前JZ Youg詳盡描繪頭足類眼睛以及神經系統之後的大發現, 將爲視覺與神經科學研究立下新的里程碑。

b. Hearing

頭足類可能聽得到, 只是聽不好。電生理證實, 魷魚以及小管聽得見高分貝的聲音, 但在海裡到底聽甚麼?尚待解答。

c. Motor control

四篇專門針對頭足類的吸盤, 腕足控制以及以頭足類作為仿效對象的機器人研究, 仿生領域的新進展已經可以做出能抓取物品的腕足。

7. Gene

三篇演講說明頭足類神經行為研究需要更進一步的細胞生物學工具來深究, Genome序列資料庫是目前缺乏的, 希望在會議中達成一些合作的共識, 選出幾個種類將其定序。

晚間參觀世界最早的海洋研究站The Stazione Zoologica, J Messenger以及J Z Young早期的實驗都在這裡完成, 這個研究站即將大更新, 需要廣納意見以吸引世界人才進駐使用, 期能再有第二個或是更多個JZ Young.

4/9

早上議程主要在討論2013年歐洲即將施行的實驗動物規範, 參與者分成三組討論動物採集, 麻醉方法以及飼養技術。臺灣尚未有這類型的規範, 歐洲相關領域的期刊將採納這些規定, 是未來必須要注意的。此會議委員會決定在未來法規施行之前的這段期間, 持續協助相關研究者對於法規相關文件的辦理, 扮演行政部門與研究者溝通的橋梁。

下午的演講著重於頭足類行為認知, 獲得一些新知, 如:視覺資訊在胚胎的時期已經開始作用; 頭足類的胚胎是做為生態-演化-發育研究的應用(Eco-Evo-Devo) ; 頭足類有個性, 或是人格, 研究者該以它做“單一個體“的研究。

4/10

會議的最後一天, 為回顧過去五年世界上頭足類研究的發展, 並開放討論未來發展方向。頭足類是海洋界分佈得最廣的動物, 種類只有900多種, 因為獲得材料門檻很高, 研究者則更少, 此會議奠定了一個研究者合作與討論溝通的橋梁, 未來的發展令人期待。

三、 與會心得

本次會議除了見到使用頭足類作為神經科學研究的經典大師, 也見到全世界活躍的團隊合作帶來的火花。會議中, 台灣有7位研究者參與佔大會的1/10的人數, 所發表的論文也受到大會的肯定。比起歐洲以及美洲, 臺灣擁有豐富的頭足類相; 比起澳洲, 頭足類漁產發達, 複雜的頭足類是未來神經科學的研究模式動物, 除此之外牠也是漁業以及養殖業未來的明星, 臺灣擁有資源優勢, 我們值得推動團隊合作, 將研究能量投入, 建立臺灣的特色。

3.14.2011

花枝躲貓貓~

花枝跟小管很不一樣, 牠們並不像魚喜歡游來游去, 牠們是底棲的, 除了偽裝能力很強, 一動不動的時候像顆石頭, 牠們還超愛躲藏。許多第一次參觀花枝飼養缸的人以為缸子裡面只有石頭, 在野外想要在非生殖季節發現它們的行蹤也因此十分困難。



動手測試一下花枝怎麼尋找這個躲藏的角落, 發現只要地上有陰影就很有吸引力了!不過提供一個三度空間的藏匿點, 讓牠們有個安心的家, 加上複雜豐富的飼養缸才是維持牠們活得健康的不二法門。

3.08.2011

烏賊產卵

現在是基隆花枝產季, 此時就是成熟花枝群聚生殖的時候, 只要購買健康的個體蓄養, 便可觀察到產卵的過程, 不過成熟虎斑烏賊的體型很大(約2kg), 蓄養要有足夠大的空間與良好水質, 一般水族飼養不容易進行。

秤重


運輸後適溫中


產卵囉~

(by Chia-Hui Wang)