兩種樹蛙的跨界戀曲
111年08月09日
【本篇報導由生命科學專業學院 林思民優聘教授研究團隊提供】 太田樹蛙是研究團隊實驗室2017年從廣義的日本樹蛙之中分離的新種；在進行這樣的分類處理之後，在臺灣的東部與南部是太田樹蛙的領域，而西部與北部則是周氏樹蛙的地盤。周氏樹蛙只會叫一種聲音；而太田樹蛙會叫兩種聲音，其中有一種語言是共通的。這就有趣了：當兩種青蛙遇在一起的時候，到底誰比較有競爭上的優勢？會不會偶而有人認錯對象，譜出一段人鬼殊途的戀曲？ 太田樹蛙是研究團隊實驗室2017年從廣義的日本樹蛙之中分離的新種；在進行這樣的分類處理之後，在臺灣的東部與南部是太田樹蛙的領域，而西部與北部則是日本樹蛙的地盤。隨後，日本的研究團隊進而將臺灣的日本樹蛙族群提升為「周氏樹蛙」。這兩種樹蛙的分類定位在近日逐漸明朗，但是牠們的聲學研究仍有極大的發展空間。周氏樹蛙只會叫一種聲音；而太田樹蛙會叫兩種聲音，其中有一種語言是共通的。這就有趣了：當兩種青蛙遇在一起的時候，到底誰比較有競爭上的優勢？會不會偶而有人認錯對象，譜出一段人鬼殊途的戀曲？ 邏輯上是這樣的：單語系統的周氏樹蛙大概沒什麼可選擇，反正自己只會講一種語言。但是雙語系統的太田樹蛙，在求偶的時候就有兩種聲音可以使用。由於雌蛙的實驗不容易操作，我們目前搞不清楚她們到底是選擇怎樣的叫聲。所幸，現在的次世代定序與相應的分析技術，可以從遺傳上解決一小塊拼圖，稍微幫我們評估兩個物種的基因交流。 周氏和太田兩種樹蛙的分布像兩塊馬蹄鐵的形狀，在臺灣的東北與西南形成了兩個交界帶，分別位在八掌溪-朴子溪，和宜蘭河-蘭陽溪（如圖1）。從行為看起來，嘉義對峙的兩群樹蛙似乎比較「挑」，牠們使用的叫聲壁壘分明，禦敵行為也壁壘分明。當地的太田樹蛙不太會使用周氏樹蛙的蟲鳴聲，而且牠們非常專一地對自己同種的叫聲才有反應。宜蘭的周氏樹蛙仍然很挑，但是宜蘭的太田樹蛙行為就很「糊塗」（如圖2）。這裡的太田有比較高的比例會使用周氏樹蛙的語言，而牠們的雄蛙在辨認敵我的時候，也傾向使用共通語言（很像蟲鳴的長鳴聲）做為啟動反擊的訊號。 這就引發不對稱的基因交流了。利用次世代的RAD大量定序，研究團隊發現在嘉義這邊的樹蛙，在遺傳上真的就是井水不犯河水。但是在宜蘭這邊的樹蛙，兩者間有微弱的基因交流。其中，或許是因為太田樹蛙整個族群都比較「糊塗」，所以周氏樹蛙的基因會滲到太田樹蛙的族群裡面去，但是太田樹蛙的基因不會滲入精明的周氏樹蛙族群（如圖3）。 可惜研究團隊目前沒有足夠的行為實驗來證明雌蛙的偏好，只能從雄蛙們逞兇鬥狠的習慣，稍稍猜透這兩種青蛙的行為。牠們的語言使用導致了「空間上」不對稱的遺傳交流，也導致「方向上」不對稱的遺傳交流。. 這篇文章是碩士班蕭郁薇同學忙了這幾年的碩士論文，同時兼顧行為實驗和遺傳分析，真的是夠辛苦！共同作者則有台大昆蟲系的曾惠芸老師和來自越南的電腦達人Hong Ngoc Nguyen博士。這個研究要特別感謝王蟲子和李閣桓幫忙建立錄音技術，儲瑞華博士協助分生系統，也要感謝王國權在臨門一腳的審稿階段幫忙做了統計分析。文章刊登在林奈學會的動物學刊（Zoological Journal of the Linnean Society），文章於2020年底問世。蕭郁薇同學在文章發表之後，順利取得教育部的公費資格，已經在近日赴西雅圖華盛頓大學攻讀博士班，也預祝她儘快學成歸國。 圖1：周氏樹蛙（藍）和太田樹蛙（橘）在嘉義（八掌溪/朴子溪）和宜蘭（宜蘭河/蘭陽溪）各形成一個壁壘分明的交會帶。在極短的距離內發生物種的大翻轉，這是臺灣非常特殊的現象，也發生在很多種草蜥、樹蛙、鈍頭蛇的身上。 圖2：周氏樹蛙（藍）一直都很挑。但是對太田樹蛙（橘）而言，西部嘉義族群和東部宜蘭族群的行為反應不太一樣。嘉義的族群非常專一地使用/攻擊自己特有語言，但是宜蘭的族群經常使用/攻擊牠們與周氏樹蛙的共通語言。 圖 3：不對稱的語言使用，最後就導致不對稱的基因交流。(1) 空間上的不對稱：所有的基因交流都發生在宜蘭，而不會發生在嘉義。(2) 方向上的不對稱：基因交流是由挑剔的周氏樹蛙流向糊塗的太田樹蛙，而不會由太田樹蛙流向周氏樹蛙。 原文出處：https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlaa114