[科普小文] 蝙蝠瞎不瞎？(從新聞看科學) @ 蜜蜂老師ㄟ蜂窩

蝙蝠瞎不瞎？

最近見到電視新聞頻道開始播放科學新聞，身為一位「科青」一定要收看媒體的創新性科學報導。不過我發現可能礙於時間的壓縮，新聞報導並不是講得詳細精準，而且有些需要修改的內容。本文試著討論「蝙蝠瞎不瞎？」來討論、補充這則有趣的科學新聞。

【蝙蝠視力大不同？】

在我們的印象裡，蝙蝠住在無光洞窟中，人們容易認為蝙蝠是沒有視力的。「as blind as a bat」這句英文俗諺形容人「如蝙蝠般盲目」，而這則科學新聞替蝙蝠們抱不平。事實上如該報導所言，蝙蝠不但具有視力，而且這些小傢伙們所見世界與人類大不相同！

其實，蝙蝠的視力跟種類大有關係！

例如分類於「大蝙蝠亞目」，也就是通常為中大型、吃水果/花蜜的蝙蝠（俗稱狐蝠、果蝠），牠們擁有強大的視覺中樞可以來清楚的認識世界。如果從外觀來看，這些蝙蝠有著大大的眼睛，這雙眼睛不但能夠在白天看到周遭環境，還能夠看見色彩（而且對紅色敏感，幫助他們找到成熟的果實）。儘管大蝙蝠亞目的蝙蝠是夜行性動物，活動的高峰時間卻是在晨昏夕末之時。因為在漫漫深夜裡，牠們的大眼睛在無光的環境反而無法見到清楚的事物。

↑大型蝙蝠擁有大眼睛看世界。
（圖片：綠島出現台灣狐蝠，2010年東森新聞照片資料，由林務局提供）

另外一群（約佔了所有種類七成）被分類學者分類為「小蝙蝠亞目」的蝙蝠，以昆蟲為主食（俗稱食蟲蝙蝠），在晚上活動，以樹洞、森林、洞穴為居。牠們擁有發出超音波的能力，利用回音來定位獵物或障礙物的所在，也是我們對於蝙蝠最普遍的印象。小型蝙蝠的外觀肯定會讓初次見識的人印象深刻，為了收到更多回音，小蝙蝠亞目的蝙蝠有各種特殊構造，例如扁扁像豬鼻的「鼻葉」、大且複雜的「外耳」、臉部不討喜的「皺紋」。長期以來大家都認為小型蝙蝠沒有眼睛，其實牠們只不過眼睛小了一些而已。

↑小型蝙蝠外觀奇特，不過還是擁有小小的眼睛看見世界
（圖：《ision in Echolocating Bats》Göteborg動物學博士論文附圖）

那麼這雙小眼睛能不能在晚上看見東西？這要討論到眼睛的構造了。

主司哺乳動物看見這個世界的，是眼睛視網膜上的兩種細胞：桿細胞、錐細胞。桿細胞能夠察覺到微弱的光線，卻對光線是什麼顏色（波長頻率）不在行。至於錐細胞在較強光線下可以感知色彩，例如人類有三種錐細胞，對應「光線三原色」的辨認；鳥類的錐細胞有四種，因此比人類多見識一些不可見的顏色。過去科學家認為小型蝙蝠在晚上活動，視力只需要依靠「光線強度」不需要「辨認色彩」，以為小蝙蝠「有桿細胞沒有錐細胞」，後來研究卻發現牠們能夠看得到！

↑絕大部分哺乳動物的視網模有兩種細胞，其中人類擁有三種錐細胞讓人類看到「紅、綠、藍」三原色。其他動物擁有其他種類的錐細胞，則可以看到不同種類的色光。

【埋藏在夜晚裡，人們看不見的色光】

想想看，夜晚裡，你身處在沒有燈光的地方，你看到的畫面將是灰黑一片，失去了色彩。人類的錐細胞需要在光線充足下讓我們看見「可見光」，也就是紅～紫之間、光波波長約400～750奈米範圍。對於蝙蝠而言，牠們所能見的夜晚世界繽紛多了！小型蝙蝠能看見人們看不見的光線：在可見光範圍外的紫外光、紅外光。

假想我們不是人類，我們是小型蝙蝠，在夜晚裡我們的小眼睛並不靈活，卻能看到前方移動的大型哺乳動物因為體溫而散發著紅外線光，左方的花朵花瓣有紫外光訊號告訴動物們可來授粉採蜜，右方的一隻昆蟲帶著奇幻的紫外光斑紋正在飛行。蝙蝠在夜裡見到這些人類看不見的光芒，有助於牠們躲避障礙物、閃躲天敵、採食或獵食，看到更加繽紛的黑暗世界。

↑人類肉眼看到的黃花，在能見紫外光的動物眼中中間成了一個「標把」，提醒牠們「這裡有蜜吃，快來授粉！」
（圖片來源：陽明大學生命科學系普通生物學教學網站）

【那麼蝙蝠能看到什麼範圍的紅外光與紫外光呢？】

2003年Nature雜誌刊登了一篇《Ultraviolet vision in a bat》（蝙蝠的紫外光視覺）一文，打破大家對於蝙蝠視力的低貶成見。論文以葉鼻口蝠科的花蝙蝠Glossophaga soricina做研究，發現牠們可能難以辨別人類能見的可見光，換句話說人類會覺得這些蝙蝠是色盲，對於綠色或紫色的光波比較敏感一些。不過這些蝙蝠卻能夠見到小至310奈米的波長光（屬於紫外線）。

隨後2011年Nature雜誌又刊登了一篇《Ganglion-specific splicing of TRPV1 underlies infrared sensation in vampire bats》，這次對吸血蝙蝠Desmodus rotundus做研究，和上文的花蝙蝠是同屬於葉鼻口蝠科的成員，這次研究想探討的是吸血蝙蝠為了找尋獵物而使用的紅外線觀感。不同是牠們使用類似蛇類的「熱感應器」（熱窩/凹窩）而並非眼睛所見效果，可以更加精準的發現溫度（紅外光）的細微差異。

而蝙蝠的眼睛到底能不能看見紅外線？目前臺灣師範大學生命科學系研究生林天宇（新聞報導裡頭的採訪對象），同樣以葉鼻口蝠科的台灣原生蝙蝠 - 臺灣無尾葉鼻蝠Coelops frithi formosanus做研究，發現食蟲蝙蝠的眼睛確對紅外光具有反應。也就是說蝙蝠們即使不如吸血蝙蝠有特化的熱感應蛋白，依然”可能”擁有對於紅外光的視覺感應。這篇研究尚未發表，不過可以期待這項研究對於蝙蝠視力的學術貢獻。

【科學新聞也鬧科科 – 科學新聞中可能的迷思概念】

[ 迷思概念其一 – 解釋科學知識的失準 ]

科學新聞令我們關注科學的觀眾期待，不過記者可能非科學相關背景出身，在解釋上可能有些失準。讓我們看看新聞報導中的這張圖畫面。

這張解釋圖做得生動、易懂，只可惜解釋失準了。這個是屬於「過度類化」的迷思概念。蝙蝠的確可以見到紅外光、紫外光，但是到底能看到多少範圍？

還記得前文有篇討論到蝙蝠的紫外線視力，裡頭提到特定種類蝙蝠可以看到小至310奈米的紫外光。然而紫外光範圍為10nm～400nm，蝙蝠能見的紫外光其實只佔紫外光很少的部份^（註）。解釋動畫將整個紫外光全部包含在內其實是失準的。至於紅外光可已看到多少範圍呢？目前作者沒找到研究資料，但也很可能不是涵蓋全體紅外光範圍。

註：其他種類的蝙蝠，筆者推測也差不了多少，因為靠近10nm的紫外光已經具有相當強的能量，自然界鮮少出現。演化出能見到極短波長的紫外光難以想像對動物生存幫助，推論難演化出這種能力。所以是否總體蝙蝠的視力能夠涵蓋所有紫外線區塊，筆者依然抱持懷疑態度。

[ 迷思概念其二 – 描述科學用語造成的失準 ]

報導的最後說「蝙蝠耳聰目明」，但是所有的蝙蝠都「耳聰」嗎？耳聰的蝙蝠真的「目明」嗎？

如前文一開始所講，蝙蝠也有具備大大眼睛的種類，他們是不依靠「聲納」來生活的，可能與其他蝙蝠比較，無法稱上「耳聰」。

至於「目明」，我們可能要想一下什麼叫做「視力好」，這是科學上有點難判斷的標準。我們講的「視力」包含了各種因素：可以旋轉頭部的貓頭鷹視力好、有大眼睛與動態視力的猛禽視力好、可以看到各種色彩的鳥類視力好……。用科學用語的角度，可能要判斷錐狀感光細胞的種類數、感光細胞內油滴的有無、空間解析度、時空解析度、可以見到的空間範圍、有無盲點、中央窩數量……族繁不足備載。

那麼請問：具備哪些條件才稱為視力好？

動物為了生存而演化出各種視力構造，並沒有所謂「完美」或者「最好」的視力構造，「黑貓、白貓，能抓耗子是好貓」，只要能夠看見世界、幫助生存的眼睛，都是好眼睛。

舉個極端的例子，以昆蟲為例，昆蟲具有大大的眼睛，由一格一格的小眼睛組成「複眼」。目前有公司研發模擬昆蟲視角的攝影，長得像這樣：

對於昆蟲來說，牠們所能看到的世界很模糊，但是也好清楚！（咦？）

可以這樣想像：昆蟲擁有不太清楚的畫質，每秒顯示幀數卻很高。雖然”霧煞煞”，但是移動的東西跑得很慢，有如武打片慢動作播放一般。昆蟲的「空間解析度」很差，但是「時間解析度」很好，比人類好上三倍。科技公司模仿昆蟲的眼睛，可以得到全方位的光源，經過電腦運算處理後可以得到景深極佳的照片。對於「深度」的辨認也是人類肉眼所望洋興嘆！

那麼昆蟲的視力是不是可以描述成「擁有雪亮的眼睛」，我想在這裡打個「？」

到底昆蟲的視力好還是不好呢？

回到該則科學新聞，我們可以這樣想：大蝙蝠亞目的眼睛好大顆，又可以看到各種可見光，真是好眼睛！小蝙蝠亞目的眼睛好小粒，可以看到紅外線或者紫外線，這也是雙好眼睛！

反過來說大蝙蝠亞目在晚上看不到，小蝙蝠亞目在白天光線太強、對於光線變化太敏感，而不能見光。雖說小蝙蝠亞目在晚上可以看到更多色彩，但是牠們的視力在晚上也不是很清楚，只是個模糊的樣子，主要靠聲波來判斷飛行。

如此我們能說蝙蝠的視力就是不好、不良嗎？

或者反過來說蝙蝠耳聰目明？

[ 對於科學新聞的期許 ]

這是新聞報導科學的困難之處，使用文字修飾的同時可能會將科學的真實內容犧牲。不管有沒有科學背景，記者都要做出「快、狠、準」的科學新聞報導，而擁有「即時性與精簡、吸引力與話題、科學準確度」三者合一相當困難。本文並非想要批評新聞媒體，只是我們期許科學新聞能越來越好，未來能有更多科學背景的加入傳播行列。人文記者掌握對於詞語的修飾魔力，而科學家擁有對事物求真的實證精神，希望未來各位科青夥伴們能夠試著融合兩者，讓更多人接近並且喜好科學。

後話：感謝好友曾文宣，對於後半段昆蟲的視力於臉書上討論補充

【延伸閱讀文章與網站】

　泛科學文章回顧 [吸血蝙蝠如何知道「吸管」該「戳」在哪裡？]
　　http://pansci.tw/archives/5967
　影片 [不同動物的不同視野]
　　http://www.youtube.com/watch?v=6hYaT4gvjNc
　台灣蝙蝠保育學會FaceBook粉絲團
　　https://www.facebook.com/taipeilovebat
　Adob公司開發「全光鏡頭」模擬昆蟲的複眼，現場展示影片
　　http://www.youtube.com/watch?v=jS7usnHmNZ0

【圖片來源總覽】

　陽明大學生命科學系普通生物學教學網站
　　http://www.dls.ym.edu.tw/lesson/wha.htm
　淺談色盲始末（作者部落格科普文）
　　http://nick22645828a.pixnet.net/blog/post/29967215
　Vision in Echolocating Bats， Göteborg大學動物學博士論文附圖
　　http://www.fladdermus.net/thesis.htm
　消失30年台灣狐蝠再現蹤跡可愛模樣抓得住。東森新聞記者報導，林務局提供照片資料。
　　http://www.nownews.com/n/2010/01/12/788025

【參考文獻與資料】

　Ultraviolet vision in a bat. 刊載於Nature期刊
　　http://www.natureasia.com/zh-tw/nature/highlights/8521/
　Ganglion-specific splicing of TRPV1 underlies infrared sensation in vampire bats.
　刊載於Nature期刊
　　http://www.natureasia.com/zh-tw/nature/highlights/31209/
　台北市蝙蝠保育學會台灣蝙蝠資訊站
　　http://www.batinfo.org/home/bat/bats-of-tw/taiwan-flying-fox
　Molecular Evolution of Bat Color Vision Genes。刊載於分子生物學與演化期刊。
　　http://mbe.oxfordjournals.org/content/21/2/295.short
　蝙蝠並不瞎視力其實很好。聯合報 [新聞中的科學] 專欄。
　　http://mag.udn.com/mag/edu/printpage.jsp?f_ART_ID=445051