一般而言,科學家在進行一個實驗時,都希望實驗的結果能準確回應問題,為了達到這個目的,不僅是實驗設計,就連實驗材料的處理也要十分小心。為了能更清楚實驗材料處理上需要注意的地方,我以Berger et al(2006)一篇探討海鬣蜥的避敵行為的文章作為舉例。
此篇論文中,實驗者探討了三個因子,一是海鬣蜥體溫,二是海鬣蜥的性別及年齡,三是海鬣蜥當中有經驗個體與無經驗個體差異。實驗當中海鬣蜥的獲取並非捕捉後馴養,而是直接在野外觀察,此種方式可降低人類對海鬣蜥族群的干擾,但與在實驗室觀察相比就難以排除其餘環境因子;實驗進行時間則是排除清晨與傍晚,因此時海鬣蜥體溫較低。此外,為了使實驗所得數據能標準化且量化,實驗者將著亮色服裝且以約0.5m/ s速率接近海鬣蜥,並測定海鬣蜥的逃離起始距離( FID, flight initiation distance),此方式優點在於能較輕鬆量化所得數據,缺點是距離的測定與如何使每次實驗的「掠食者接近」達到一致,且避敵行為並非只有逃離。
第一部分是探討體溫與避敵行為的關係,此部分採用的是非繁殖季節的成年雄性鬣蜥,這是為了控制性別、年齡及季節等變因。測量海鬣蜥體溫則是在測量完FID後,使用繩套及竹竿捕捉海鬣蜥,再使用能精準量測至0.1度C的電子溫度計感應泄殖腔約10s。使用繩套捕捉海鬣蜥可避免海鬣蜥個體受傷,而泄殖腔的溫度較接近海鬣蜥體內溫度且較恆定,故選擇量測泄殖腔溫度。
第二部分的實驗則是採用各時期的雌雄鬣蜥,且另外把成年雄鬣蜥分為有交配能力且有伴侶、有交配能力而無伴侶及無交配能力三種,採用這麼精細分類是為了避免個體本身的因子對實驗結果造成誤差;此外,此部分實驗的雄鬣蜥是在繁殖季節進行,而雌鬣蜥則是在築巢時期進行,這是由於繁殖季節的雄鬣蜥需要在找尋配偶與警戒周遭環境間權衡,而雌鬣蜥則因須遠離原本棲地且築巢時難以警戒周遭環境,所以本部分實驗採用這兩個對於雌雄鬣蜥較艱困的時期測試其避敵反應。
第三部分是測試有遇過與沒遇過人類間避敵行為的差異。此部分採用的是成年的雄性海鬣蜥,這是由於此類型的鬣蜥較強壯,對外界干擾也較能適應。區分有遇過人類與沒遇過人類的方法是有遇過人類的海鬣蜥會經歷3-4周的避敵行為前置實驗,而沒遇過人類的鬣蜥則無。此種方式雖然可以確保有遇過人類的鬣蜥之經歷足夠到可與沒遇過人類的鬣蜥產生對比,但長時間前置實驗可能使海鬣蜥緊迫且干擾到其生活。
由上述可知實驗者針對探討不同面向的實驗,其材料的獲取、分類、標準化及前置測驗等都需要非常嚴謹,才能確保實驗結果不會因材料處理不當而無法回應問題;此外,如本文所舉的海鬣蜥是以活體作為材料,此時不僅要考慮到實驗設計的嚴謹性,還必須找出對活體造成干擾程度最低的方式來進行實驗。
參考資料:
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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