oldsue2008: 4月 2018

2018年4月20日星期五

ch3演化：加拉巴拉象龜

ch3演化：加拉巴拉象龜

【泛科學】文章：日期：2018/02/01 「翻倒了怎麼辦？」四腳朝天的加拉巴哥象龜和龜殼的演化

標籤：加拉巴哥 / 加拉巴哥象龜 / 演化 / 龜殼

兩種龜殼的差異是由於食物與環境嗎？

加拉巴哥象龜有兩大類龜殼形態：馬鞍型（saddleback）和圓頂型（domed）。不同形態的加拉巴哥象龜出沒於不同的環境，馬鞍形龜殼主要分布於乾燥且有仙人掌的低海拔區域，相反的圓頂型則較常出現於潮濕且富含植被的高海拔區域。過去的研究發現，馬鞍型的象龜會以仙人掌作為食物來源，因此龜殼前端的開口可能為方便其進食而演化。然而不同的棲息地與食物就能夠解釋龜殼形態演化差異原因了嗎？會不會有不同的解釋呢？

加拉巴哥乾燥的環境使得地面不平整，而增加加拉巴哥象龜走路時四腳朝天的風險，此時如果能快速的翻正將攸關生死啊。這兩種不同的龜殼形態也有可能影響自我翻正的能力：馬鞍型龜殼邊緣的傾斜角度較扁平，但具有可伸長的脖子及四肢，可能可協助使力翻正；圓頂型的殼邊緣角度較陡，有可能較便於其滾動翻正。

我翻我翻我翻翻翻，怎樣才翻得過來呢？

那麼象龜自我翻正（self-righting）的能力有可能與龜殼形態演化有關嗎？為了測試此假設，美國南阿拉巴馬大學的 Ylenia Chiari 助理教授與其同事針對 89 隻來自 5 種不同種類的加拉巴哥象龜進行 3D 龜殼重製技術，並比較主要兩種龜殼其翻正的能力（Chiari, van der Meijden, Caccone, Claude, & Gilles, 2017）。

定位整隻龜的重心（COM, center of mass）是此研究的首要步驟。研究者利用兩隻來自鹿特丹動物園的圓頂型的象龜作為測試對象，並且假設不同龜殼型的象龜其重心皆相同。利用平台裝置與三力平衡的原理推算出其重心，再針對平台角度的改變以及 3D 重製的龜殼進行各項分析比對。[1]

象龜自我扶正的示意圖。source：論文原文

研究結果發現當測試平台角度傾斜時，這兩種龜殼形態的象龜皆將重心移往腹部側，依靠側面的角度翻正。馬鞍型的象龜受限於形狀，其自我翻正能力較圓頂型弱，和圓頂型的龜殼相比，需要較多的能量來翻正自己；但馬鞍型的象龜通常體重較輕、且有較長的脖子，可利用脖子與地面進行垂直推力並快速擺動四肢來旋轉翻正，而圓頂型的烏龜則主要依賴四肢擺動進行翻正。

多數種類的象龜需要能夠強而有力的自我翻正，以應對在雄龜競爭或是在凹凸不平、傾斜的環境中移動不小心導致翻轉，此能力於保命息息相關。然而，作者觀察到加拉巴哥象龜通常以伸長頭部伸的動作做為雄性競爭展示的行為，而非如其他種類的雄性象龜會劇烈撞擊導致整個翻轉過來。

過去對於加拉巴哥象龜的龜殼形態常以環境與食性作為主要的解釋，此研究首次納入象龜自我翻正的討論，也展現了解釋演化特徵往往相當困難，常有多種因子互相影響，不能輕下判斷的情況。