【亮点实验室】環境變遷下的物種互動與適應|孫烜駿研究室
發佈日期:2026-01-06 00:00:00

对埋葬虫的热情:成立实验室的初衷
談到環境變遷,容易聯想到的可能是工業活动造成的碳排放,氣溫升高對人類或者動物的影響。而孫烜駿教授則從更微觀的角度切入,以「埋葬蟲」作為研究上核心的生物,討論環境變遷對昆蟲造成什麼衝擊,面對環境變遷,昆蟲之間的互動如何調整,呈現環境變遷對整個生態系帶來的影響。
孙烜骏教授毕业於臺湾大学植物病理与微生物学系,随即进入臺大昆虫所就读硕士,并在杨平世老师与中研院沉圣峰老师指导下,以「埋葬虫」作為系统进行生态演化的研究,从此与埋葬虫结下深厚渊源。在剑桥大学攻读博士学位时,继续以埋葬虫作為主体,并扩展至探讨不同物种与埋葬虫的互动关係。学成后回到臺湾,於臺大气候变迁与永续发展国际学程创立实验室,贡献自己在生态演化上的所学。

目前實驗室由孫烜駿教授,兩位博士後研究員,兩位專任研究助理與五位研究生組成,有時也加入做暑期研究的大學部同學。臺大氣候變遷與永續發展國際學程為一「國際學程」,因此實驗室成員組成多元,成員來自臺灣、印度、菲律賓、加拿大、法國等國,展現實驗室国际合作的取向。

以埋葬虫為窗口的环境变迁研究
孙烜骏教授实验室的研究重点為:环境变迁下物种的交互作用与适应。
而埋葬蟲在生態系中的角色則讓它成為此議題絕佳的切入點。埋葬蟲在生態系中擔任「分解者昆蟲」的角色,森林中各種動物的屍體都需要透過埋葬蟲進行分解,屍體的養分才能重新回到土壤中,繼續被其他植物吸收。因此埋葬蟲的數量能夠代表該區域其他物種的數量及多樣性,也間接反應了該區域是否適合生物生存及活动。此外,埋葬蟲有親代照顧的行為,埋葬蟲會將屍體做成肉球,埋進土裡哺育下一代,藉此提高下一代存活的機率。此種行為在昆蟲界中是爲少見,可以展現昆蟲如何演化以適應環境的改變。並且,屍體在自然界中是珍貴資源,埋葬蟲會組成較大的群體,共享並保護此資源,可以觀察其社會行為。埋葬蟲也與其他物種有著複雜的互動關係,如埋葬蟲會攜帶蟎蟲找到新的屍體,而蟎蟲則以吃掉埋葬蟲競爭對手蒼蠅的卵作為回報,兩者有互利共生的關係,可以觀察物種間如何合作面對環境的衝擊。埋葬蟲種種特性使其與實驗室研究關注重點高度契合,也因此成為研究室的核心生物。
都市化、热岛效应与埋葬虫数量的关联
實際研究內容上,近期孫烜駿教授實驗室與國科會合作的一項計劃為:都市化及其帶來的熱島效應,如何對埋葬蟲造成衝擊。實驗室人員在埋葬蟲主要活动的五月到十一月,於北臺灣超過一百八十個樣點密切採集埋葬蟲以進行分析。除了採集埋葬蟲外,實驗室人員在採集埋葬蟲時,也會同時架設溫度計,以搜集土壤及空氣溫度的資訊。溫度計每十五分鐘就會記錄一次,有助於實驗室建立溫度變化長期且細緻的資料。此外,實驗室也與鍾明光老師合作。鍾明光老師長期專注於GIS地理資訊系統,整合北臺灣高解析度土地利用資料,對實驗室的研究分析很有助益。有了埋葬蟲樣本、溫度變化資料、土地利用資料,孫烜駿教授實驗室便將三者結合一起,探討都市化、熱島效應及埋葬蟲的反應。
研究发现,森林覆盖率越高的区域,能够乘载越大的埋葬虫族群。研究也发现热岛效应严重时,埋葬虫数量相应的减少。埋葬虫既以其他生物尸体為生存凭藉,埋葬虫的数量也一定程度的展现了该区域的生物量。当都市化使森林覆盖率越来越低,栖地之间被切开,都市附近温度升高,埋葬虫数量降低,整体生物的数量及多样性亦降低。此等见地应该作為都市规划时的考量,以及都市发展上的警示。
亲代照顾、暖化与跨物种合作
近期登上《Proceedings of the Royal Society B 英國皇家學會報告》,關於暖化與埋葬蟲親代照顧行為的研究則為實驗室另一研究重點。
如前所述,埋葬虫有着昆虫界中独特的亲代照顾行為。而这项研究关注的焦点即亲代照顾是否有助於埋葬虫抵御暖化带来的衝击。研究显示,亲代照顾的确能在一定程度上缓衝暖化与热岛效应对幼虫造成的压力,但不同照顾阶段的保护效果并不一致。在孵化前后,幼虫最脆落的阶段,亲代的照护能够有效提高存活率。然而当整个成长阶段都暴露在高温下时,亲代照顾的效益便迅速下降,暖化仍对埋葬虫造成衝击。.jpg)
此外,亲代照顾的研究也发现了埋葬虫与蟎虫密切合作的关係。蟎虫会附着在埋葬虫身上,随着埋葬虫找到新的尸体,并在尸体附近繁殖。而蟎虫与埋葬虫的成长週期已经配合起来,当埋葬虫幼虫将尸体吃完,準备移动前往他处时,正是蟎虫幼虫成长到有能力附着在埋葬虫身上的时候。如此蟎虫的幼虫便能够跟着埋葬虫找到新的尸体。充分体现了物种间的交互作用。

国际合作:跨越時區的共同視角
孫教授的研究橫跨行為生態、都市生態與物種互動,因此国际合作成為推進研究的重要力量。他與合作夥伴之間的關係建立得自然,也充滿研究者之間的共鳴。
英國的合作源自他在劍橋的訓練。同門的學長、現於英國班戈大學( Bangor University) 任職的 Porf. Benjamin Jarrett 長期研究多種物種的親代照顧行為,具有較廣闊的視野,對於孫烜駿教授實驗室關注埋葬蟲親代行為的研究頗有助益。雙方維持長期合作,從實驗設計、假說建構到結果詮釋都頻繁交流——臺灣與英國之間形式不同的研究現場,也為這些合作帶來互補性。
另一個重要的合作則來自比利時布魯塞爾自由大學(Vrije Universiteit Brussel) 的 Prof. Thomas Merckx。孫教授在查閱文獻時注意到他關於比利時、歐洲都市化對昆蟲影響的研究,便主動寫信聯繫。兩人跨時區以郵件來回三年,從沒見過面,卻完成了關於熱島效應與森林棲地連續性的研究模型。直到近期參加國際研討會時,他們才第一次線下相見,並在兩週內完成論文初稿。這段經歷對孫教授而言,是科學合作最理想的模樣:「你白天寄出去,他晚上就回;隔天你又能接著做。」
在臺灣,合作版圖也持續擴大。鍾明光教授具有深厚的 GIS 地理資訊系統背景,鍾教授協助提供高解析度、橫跨近百年的土地利用資料,使孫烜駿教授研究室得以從棲地結構推估埋葬蟲族群對都市化的反應。
跨领域啟发:学术灵感来自一杯茶的距离
談到跨領域的靈感來源,孫教授最常提到的就是劍橋的 Tea Time。
每天上午十点半与下午叁点,实验室与系所的人们会放下手边工作,聚在公共空间喝茶、吃点心、聊天。不是会议、不是正式讨论,而是鬆散却真诚的交流。行為生态学者、生物力学学生、物理学家、遗传学研究者&丑别濒濒颈辫;&丑别濒濒颈辫;人人都可能坐在同一张桌子上,天南地北地聊。
某一次,正是在这样的茶叙中,他与一位生物力学博士生的对话,开啟了对「共生蟎如何抓住埋葬虫」这件事的跨领域合作。该学生正在研究蛛形纲动物如何附着於不同材质的表面,而这正好可应用於解释线虫在没有翅膀、无法自行迁移的情况下,如何精準搭上埋葬虫「顺风车」。一场简单的聊天,让孙教授看见以力学来研究行為生态的可能。
回到臺湾,他始终希望营造类似的空间。虽然研究中心空间有限,但他透过工作坊、访问学者交流、与学生的非正式讨论等方式,让跨领域成為日常,而不是偶尔发生的事件。对他而言,科学需要不被限制的对话,灵感常常不是在会议室,而是在休息时诞生的。
推广与社会影响:让科学走入社会的日常
孫教授持續參與科普演講、到高中授課、接受媒體採訪,也與國際影像團隊合作,拍攝微觀生物的紀錄影像《This Mite-y Beetle Buries the Dead to Start a Family | Deep Look》,影片甚至達到145萬次觀看,證明生態科學能跨越領域、走進一般人的視野。
在访谈裡,他多次提到「合作」的重要性。从埋葬虫与线虫的共生,到不同物种如何在森林生态系中互利共存,他看到自然界中因合作而产生的韧性。这些观察也让他思考人类面对气候变迁的方式&尘诲补蝉丑;&尘诲补蝉丑;无论是科学研究、永续政策、公司的减碳行动或社会推广,都需要跨部门、跨领域的力量共同参与。这些观察也形塑了他对人类应对气候变迁的看法。无论是在科学研究、永续政策、公司气候行动或公眾参与,实质的进展皆取决於跨学科、跨部门与跨视角的合作。
正是这份信念,促使孙教授加入台大「气候变迁与永续发展国际学位学程」。该学程对跨领域探究的开放性,以及对多样化研究课题的灵活度,让他能将生态与演化研究延伸至更广泛的永续挑战&尘诲补蝉丑;&尘诲补蝉丑;将基础科学与现实世界的环境变迁紧密连结。
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