科學論文中的材料與實驗方法必須能依據研究主軸而設計,若實驗偏離主軸,則所得的實驗結果自然不能回應研究者的問題。有些論文想討論的領域雖然相似,但各篇研究的實驗方法與流程都會有所不同,這都是為了能更精確地得到問題的答案。因此我挑選了兩篇關於爬蟲類的避敵行為(antipredators behaviors)的論文,並比較這兩篇文章的實驗流程與其異同。
第一篇是陳沛妏(2012)的「斯文豪氏攀蜥的化學與視覺感知在偵測捕食者上的重要性」,這篇論文主要探討的是斯文豪氏攀蜥面對掠食者時,會利用視覺還是化學感知偵測並產生避敵行為。作者的簡單實驗流程如下:

A跟B部分會分成有食物情境與無食物情境,A部份首先會以濾紙放在蛇類居住環境收集蛇類氣味,然後把隨機挑選之斯文豪氏攀蜥放在已清潔過的飼養箱,待其適應環境後放入沾有蛇類氣味的濾紙及空的玻璃瓶(無食物)或裝有食物的玻璃瓶,接著開始綠影3分鐘紀錄斯文豪氏攀蜥的行為。B部分同樣把另一組隨機挑選的一隻斯文豪氏攀蜥放入清潔過隻飼養箱,待其適應環境後放入裝有不同蛇類的密封罐(避免氣味外洩)及空的玻璃瓶(無食物)或裝有食物的玻璃瓶,接著錄影3分鐘紀錄斯文豪氏攀蜥行為。
第二篇則是Silke Berger等人在2006年發表的關於不同時期與性別的加拉巴哥海鬣蜥的避敵行為之差異。此部分的實驗地點直接選在有較少掠食者且人煙罕至的加拉巴哥群島中的一個小島。實驗中為了量化及標準化,作者採取量測海鬣蜥的逃跑起始距離(FID, flight initiation distance),實驗進行時實驗者會身著亮色衣物以0.5m/ s的速度且中間不停頓的接近海鬣蜥,直到海鬣蜥開始逃跑,此時實驗者與海鬣蜥開始逃跑的點之間距離就是FID。實驗分為一到三部分,一是討論體溫對避敵行為的影響,二是不同時期及性別之海鬣蜥的避敵行為差異,三則是討論有經驗個體與無經驗個體間避敵行為差異。
綜合以上敘述來看,兩篇文章中的實驗設計上的差異點很多,首先關於實驗地點的選定就有不同,前者是選定在實驗室內,因此需要採集並馴養蛇類與蜥蜴,在實驗室的優勢是較容易控制環境變因,而後者因考量到海鬣蜥的體型、保育等問題所以選擇直接在野外進行實驗,野外實驗的優點則是可以觀察到更貼近實際情形的反應;接著實驗前測的部分,前者為了判斷採集的蛇類中何種屬於斯文豪氏攀蜥的掠食者,因此在正式實驗前先觀察蛇蜥間互動,而後者則因實驗地點本就幾乎無人,因此無需考慮到鬣蜥是否曾遇過人類;第三,關於實驗數據的標準化與量化,前者可能是為了讓實驗得到大量數據因此採用錄影並記錄攀蜥各項反應的次數,並在統計數據上進行量化與標準化,但此方式與後者相比就沒那麼精準;而後者則是考慮到使數據統一用測量FID量化避敵行為,但此法的缺點是並未考慮到避敵行為不是只有逃離,且實驗時的接近者速度難以統一。最後,實驗中選用的「掠食者」,前者由於想測試的是斯文豪氏攀蜥利用何種感官偵測掠食者,因此在化學感官部分直接放入含有蛇氣味的濾紙,視覺感官部分則直接放入裝有蛇的密封罐;而後者則是以海鬣蜥沒見過的人代替實際上的掠食者,此法雖能輕易比較有經驗與無經驗的個體差異,但似乎沒有考慮到海鬣蜥是否有恐新症(neophobia)。
【總結】在科學研究中,實驗設計需要採用最能回應一開始所提的問題,所以即使討論的議題相似,但只要問題著重點有所差異,整個實驗設計的方向就會有所不同;正如本文所舉的兩篇論文,雖然都與避敵行為相關,但前者著重在個體如何偵測掠食者,而後者卻著重在比較不同個體間避敵行為之差異,所以兩篇的實驗者在設計實驗的方向上完全不同。因此科學研究需要仔細思考,並設計出能回應問題且不會造成過多數據誤差的實驗。
參考資料:
陳沛妏。2012。斯文豪氏攀蜥的化學與視覺感知在偵測掠食者上的重要性。中興大學生命科學系碩士學位論文。台中市南區。
Berger, S. Wikelski, M. Kalko, E. K. V. Rödl, T. 2006. The influence of life history stages on flight initiation distance in naïve Galápagos marine iguanas. Berger, S. Influence of introduced predators and natural stressors on escape behavior and endocrine mechanisms in an island species, the Galápagos marine iguana(Amblyrhynchus cristatus). Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Ulm.
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