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議題背景:
台灣時間2025年6月18日上午7:01,中央研究院生物多樣性研究中心研究員沈聖峰與其團隊的研究「透過行為節律預測亞洲埋葬蟲繁殖時機」(Circadian Activity Predicts Breeding Phenology in the Asian Burying Beetle Nicrophorus nepalensis)登上《英國皇家學會開放科學》(Royal Society Open Science)期刊。
氣候變遷持續改變全球動植物的繁殖時機,傳統評估生物繁殖表型的方法往往需要大量時間進行野外觀察或具破壞性的解剖取樣,這在面對快速環境變化時顯得緩不濟急。有鑑於此,這篇研究開發出一套革命性的非侵入式方法,透過分析昆蟲的晝夜活動模式,就能準確預測其繁殖策略。
研究團隊以分布於日本沖繩、台灣陽明山與合歡山三個不同海拔的亞洲埋葬蟲族群為研究對象,發現高海拔族群(3200公尺)為全年繁殖型,而低海拔族群(500-1100公尺)則為季節繁殖型。透過自動化活動監測系統記錄226隻個體的行為資料,並結合機器學習技術,研究團隊開發出的預測模型在長日照條件下達到95%的準確率,即使在短日照條件下也有76%的準確度。
研究原文:Chen, H., Rubenstein, D. R., Mai, G.-S., Chang, C.-F., & Shen, S.-F. (2025). Circadian activity predicts breeding phenology in the Asian burying beetle Nicrophorus nepalensis. Royal Society Open Science, 12, 250624. https://doi.org/10.1098/rsos.250624
台灣科技媒體中心邀請專家提供觀點,解析這項研究對於生態監測與保育工作的重要性。
專家怎麼說?
2025年6月16日
臺灣大學氣候變遷與永續發展學程助理教授 孫烜駿
本研究透過自動化活動監測器記錄埋葬蟲的晝夜行為節律,結合機器學習演算法,僅以三個行為特徵,即可準確預測其繁殖表型(季節性或全年繁殖)。此方法具非侵入性、效率高等優點,可大量減少實驗動物使用與解剖需求,為長期物候監測提供一項創新且具規模化的工具。
全球氣候變遷下,許多物種的繁殖時機與行為節律正在改變,導致物候[1]錯配、繁殖失敗與族群衰退等風險。例如,兩棲類通常依賴降雨與溫度作為春季遷徙與繁殖的觸發因子,氣候異常可能使其繁殖時機與資源峰值錯位,進而影響族群穩定性。然而,傳統繁殖監測往往仰賴解剖或賀爾蒙檢測等侵入性方法,難以長期、大量樣本地進行追蹤。相較之下,本研究提出以行為節律為替代指標,不僅可應用於難以標記或敏感物種,也有望能運用到其他物種上。
當然,現階段模型仍依賴實驗室族群的資料建立,未來應用至其他物種或野外族群仍面臨挑戰,例如野外資料取得的難易度與變動的環境因子。未來若能搭配可攜式監測設備並運用至不同物種,將具有極大的潛力來推動全球變遷下的跨尺度物候研究與保育應用。
[1] 物候,是指生物的週期性現象與氣候的關聯。
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