議題背景:

2024年3月20日上午8:01分,國際期刊《英國皇家學會報告B系列》(Proceedings of the Royal Society B)發布台灣研究團隊最新研究〈生物力學使蟎在宿主埋葬蟲身上佔據獨特的生態空間區位〉。

了解生態區位的劃分的機制,有助於預測不同物種之間的競爭與共存關係,以提出適當的生物多樣性保護策略。過往的研究對象多以中、大型生物為主,本篇研究透過觀察兩種蟎在埋葬蟲身上的生態區位分佈,發現不同種蟎分佈的位置,與其生物力學的特性相關。這顯示,即使是不同種蟎間存在競爭關係,彼此也無法相互取代生態上的功能。

台灣科技媒體中心邀請專家提供觀點。

研究本文:Sun S-J, Chen S, Federle W, Kilner RM. (2024) "Biomechanical adaptations enable phoretic mite species to occupy distinct spatial niches on host burying beetles." Proceedings of the Royal Society B

專家怎麼說?

2024年3月20日
國立臺灣大學氣候變遷與永續發展國際學位學程助理教授  孫烜駿(本研究第一作者)

Q1. 蟎或是埋葬蟲對公眾而言,為什麼重要?這篇研究最重要的發現是什麼?

這篇研究的核心發現在於,兩種看似在空間上彼此競爭、附生於埋葬蟲身上的蟎,透過附著在埋葬蟲不同身體部位來避免直接競爭,達到共存。從這個結果看到生物在相同的生態環境中,會透過一些機制來分化生態區位,以達到共存。

埋葬蟲和蟎對於生態系有著不可忽視的影響。例如埋葬蟲是分解死亡動物過程的關鍵清除者,協助分解小型哺乳類的屍體,促進物質循環和維持土壤健康。與埋葬蟲共生的蟎也會幫助埋葬蟲利用屍體,例如幫忙清除屍體上的蒼蠅競爭者。

Q2. 這篇研究的研究限制為何?(舉例來說,這份研究的結果能否推論到不同的物種?或是推論到其他物種的生態區位研究例如哺乳類或是鳥類?)

這個研究的主要限制在於,這次的發現是否能推廣應用到不同的物種,或是用同樣的生物力學測定來分析其他物種間生態區位的劃分。生態區位的劃分機制,受到不同生態壓力、生物學以及環境因素的影響,在不同物種間不盡相同。因此,雖然本研究透過生物力學為生態學開啟了新的篇章,解釋微小生物如蟎的物種共存,但這個結果並不適合直接推論到所有其他物種,特別是對生理和生態行為差異較大的物種,如哺乳類或鳥類。 

Q3. 從本篇研究成果,我們有可能提出或是調整生物多樣性保育的策略嗎?了解蟎或是埋葬蟲的行為對未來的研究可以帶來什麼幫助?

本次研究結果顯示生物間的互動往往是極為複雜的,因此在制定生物多樣性保育策略時,應該先透過精細的實驗與觀察,來驗證一個物種生存與繁衍的基本需求。以本研究為例,若要保護埋葬蟲的存續,應該同時考慮其他互相依存的共生蟎,才可能進一步維護生態系統的平衡,以及維持他們在生態系中的共存。

此外,了解這些生物的行為模式有助於我們了解生態系的運作模式,從中可能找到生物控制(如害蟲管理)和生物多樣性保育策略的解方。此外,研究這些微小生物的特殊生物力學適應,還可能啟發新的仿生應用,比如模仿其附著機制的新材料或結構設計。

2024年3月20日
國立臺灣大學昆蟲學系助理教授 邱名鍾

Q1. 蟎或是埋葬蟲對公眾而言,為什麼重要?這篇研究最重要的發現是什麼?

本研究的對象蟎與埋葬蟲在自然環境中都是重要的食腐性生物,以腐爛的物質與動物屍體維生。在他們取食的過程中能加速動物屍體的分解,釋放出的養分進而被土壤中其他生物再次利用。缺少他們森林中死亡的動植物重新被分解的速度就會大幅降低。

蟎出現在甲蟲體表的例子並不少見,許多昆蟲愛好者在採集或飼養甲蟲的過程中都可能看過類似的現象,但是很少有研究探討這兩者之間的關聯。

然而蟎體型小,移動能力差,在自然環境中無法快速的抵達分解中的屍體。因此本研究證明埋葬蟲的不同部位能提供不同種類的蟎攀附而遷移,也更突顯埋葬蟲在森林中物質分解的重要角色。而藉由生物力學的角度來探討共生蟎棲地的分化,相關的技術也能廣泛應用在探討各類寄生蟲與寄主的寄生關係上。

Q2. 這篇研究的推論限制為何?(舉例來說,這份研究的結果能否推論到不同的物種?或是推論到其他物種的生態區位研究例如哺乳類或是鳥類?)

「結構上的契合」通常能很大程度的說明兩個生物之間的共生關係,也就是說從蟎對光滑與多毛表面的適應程度很有可能可以推斷,這兩種蟎是否也能與其他昆蟲發生類似的共生關係。

舉例來說,這份研究中適應多毛表面的蟎 (Macrocheles nataliae)的同屬,也能時常在其他表面長滿剛毛的蠅類身上被發現。反之適應光滑表面的蟎(Poecilochirus carabi)就大多只出現在體表相對光滑的甲蟲身上。不過這個推測能成立,是因為這個研究中的蟎僅僅把昆蟲當成遷移的載具,因此能否攀附在昆蟲身上是唯一的關鍵。但對於許多寄生性蟎來說,除了攀附在昆蟲身上之外,也會取食昆蟲的組織維生。這類的寄生性蟎除了必須攀附在寄主身上之外,更需要適應昆蟲的免疫與食物供給,因此就比較難單純以攀附的成功與否,推測是否存在共生關係。

Q3. 從本篇研究成果,我們有可能提出或是調整生物多樣性保育的策略嗎?

在自然界中,每種生物都在不同的位置上執行其獨特的生態功能。埋葬蟲過往被認為主要扮演生態系中的分解者,但在本研究中更進一步證明埋葬蟲也同時促進不同種類蟎的播遷。許多生物的生態功能都還有待研究的發掘。這也造成當代的保育思維逐漸從單純的關注物種多樣性,漸漸地轉換成維持棲地的健康,藉此維持生態系統中各種生態功能的平衡。

版權聲明

本文歡迎媒體轉載使用,惟需附上資料來源,請註明台灣科技媒體中心。若您引述專家們的說明,請載明專家的姓名單位職稱。若報導中有改寫專家的說法,則須經過專家同意。
若有採訪需求或其他合作事宜,請聯絡我們:

以行動支持SMC

SMC是獨立的科學新聞室,也是科學家與媒體的橋樑。作為一個非營利組織,我們在乎公眾如何理解科學研究的意義,也在乎新聞中的科學有無充分的證據。當科學研究成為新聞頭條,我們協助記者找到合適的科學家接受採訪,同時協助科學家說明科學研究的證據。
身為全球SMC網絡的一員,我們遵守國際章程,以多元資金維持組織運作,編輯台決策不受資助者影響。我們不畏科學爭議,站在科學與新聞的第一線,成為科學家與記者的夥伴,共同傳遞以證據為基礎的資訊。
邀請你成為SMC的力量,與我們一起改善台灣的科學溝通方式與科學閱聽環境,撐出更多公共討論的空間。

台灣科技媒體中心

smc@smctw.org
02-7709-5375