2014年10月29日 星期三

研究中的觀測與假說

一、大綱
  研究分為兩種,一種是觀測現象的存在與否,另一種是對現象的存在提出可能的假說。此篇文章以六篇與艾氏樹蛙相關的論文舉例,指出其是觀察到甚麼現象,產生了什麼樣的問題,提出了甚麼假說。
二、假說的定義及艾氏樹蛙的簡介
  根據維基百科,假說定義是「根據已知的科學事實和科學原理,對所研究的自然現象及其規律性提出的推測和說明,而且數據經過詳細的分類、歸納與分析,得到一個暫時性但是可以被接受的解釋」。我以幾篇有關艾氏樹蛙的論文作為舉例,當中有些論文有使用到假說,有些只是觀測現象。在這之前,先簡單介紹一下艾氏樹蛙:艾氏樹蛙在台灣主要分布在兩千公尺以下的山區,全身褐色,皮膚粗糙的樹蛙。主要以森林中的樹洞或竹筒等暫時性積水處作為產卵的地點,竹筒可以被重覆使用,因此可能在一個竹筒壁上,發現不同發育時期的卵塊。雄蛙及雌蛙都有護幼的習性,雄蛙交配之後繼續留在竹筒或樹洞內照顧卵粒,以維持卵粒的濕潤避免發霉;而蝌蚪孵化後雌蛙會定期回去產下未受精的卵給蝌蚪食用。

三、相關論文

1.      「艾氏樹蛙母蛙返巢撫育行為之研究」:這篇論文,所提出的問題是雌蛙是怎麼成功返巢餵食的?以在竹筒中產卵的艾氏樹蛙來說,在其產卵的竹筒周圍,還有別的竹筒存在,當中也有其他的個體所產下的卵。雌蛙是如何知道自己產的卵是在哪一個竹筒中?之前有文獻將兩棲類返家時所可能採用的感官機制歸納為:(1)聽覺線索 (2)地磁線索 (3)機械性線索 (4)嗅覺線索 (5)視覺線索。因此作者所提出的假說是雌蛙是利用蝌蚪氣味、竹筒特徵、竹筒高度或竹筒位置四種線索來返巢的。
2.      「艾氏樹蛙產卵巢位選擇與生殖策略之研究」:這篇是觀察到艾氏樹蛙會在竹筒中產卵,且同一個竹筒可能會有不止一隻的雌蛙到裡面產卵。對於利用積水容器進行繁殖的動物來說,因為積水很容易受到環境因子的改變而產生變化,所以推測動物應該有選擇生殖場所的策略。先前的研究顯示兩棲動物產卵地點的選擇,與產卵地的大小、水體的溫度、水深及水體多寡、掠食者的存在與同種間的互相競爭等都有關係,因此作者對艾氏樹蛙選擇繁殖地的行為提出了三個假說:(1) 艾氏樹蛙選擇竹筒產卵時與竹筒中水資源的變動有關;(2) 產卵地點的選擇與竹筒的特性有關;(3) 蝌蚪的存在會影響艾氏樹蛙對竹筒的重覆利用。
3.      「艾氏樹蛙重疊子代的親子關係之研究」:這篇論文是在觀察到在已經有卵的竹筒被重複利用的情況,推測艾氏樹蛙會利用舊巢生殖(re-nesting)。而又觀察到雄蛙在卵孵化後會離開竹筒,雌蛙則是會回到竹筒去餵食。作者對此現象提出了疑問:重複利用竹筒的樹蛙是否是竹筒內原有的卵的親代?作者對此提出了兩個假說:(1)雄蛙不會另用同一個竹筒進行連續生殖;(2)雌蛙會利用同一竹筒進行生殖,可以同時餵養重複產的子代,以彌補其在餵食時期間喪失的交配機會。
4.      「艾氏樹蛙的父子關係與雄性親代撫育」:這篇論文藉由觀察到有些艾氏樹蛙的母蛙會多次與不同雄蛙行假交配,這樣的行為會讓每一隻雄蛙所擁有的子代只是母蛙所產下的卵塊的一部份。在鳥類的研究中,有些鳥種會依據父子關係確定度調整雄性親代撫育程度,而雄蛙普遍都有護卵的現象,因此研究想觀察雄性樹蛙的撫育程度是否會也會隨著父子關係確定度而改變。
5.      「南投縣溪頭地區小尺度範圍內不同竹林區塊間艾氏樹蛙的族群遺傳結構」:在溪頭地區,因為商業因素而有部分的天然林被改種植為竹林,這些竹林的分布並不連續,而竹林中留下的大量竹筒是艾氏樹蛙理想的繁殖場所。棲地的破碎化可能會造成在小範圍的環境下,同一種物種會有遺傳分化的情形產生。艾氏樹蛙在繁殖季因為有護幼的行為,限制了活動的範圍,因此作者提出了兩個疑問:(1)在溪頭地區不連續的竹林區塊間的樹蛙會不會有遺傳分化的現象? (2)不連續竹林區塊間會不會因地理距離的遠近或是有不同的裡阻隔而有遺傳分化程度上的差異?
6.      「以mtDNAD-loop片段探討艾氏樹蛙(溪頭地區)之族群遺傳結構」:這篇主要是觀察到艾氏樹蛙的母蛙會在同一個竹筒中產下卵,因此想以分子生物學的技術,來研究觀察:(1)艾氏樹蛙與其蝌蚪親緣關係,探討在繁殖季時是否有寄生或共同撫育的行為;(2)探討不同族群的遺傳分化,進行估算溪頭地區的三個樣區之艾氏樹蛙族群,在短距離的隔絕是否會發生族群分化的現象?;(3)台灣其他地區(台北坪林、台北馬槽、宜蘭蘇澳)的艾氏樹蛙遺傳距離的程度差異。
  在以上的這幾篇中,有假說的分別是1.2.3,這三篇明確提出了自己的假設,說出了這個現象為甚麼會存在的可能性。而4.5.6這三篇則是提出問題,但對觀察到的現象沒有明確的推論。第4篇要提出假說有一定的難度,原因是對於兩生類親代辨識的文章本來就比較少,第5篇和第6篇則是在調查現象是否存在,而沒有現象為何而存在的假說。

參考論文:
邱嘉德。2002。艾氏樹蛙母蛙返巢撫育行為之研究。彰化:彰化師範大學生物學系。網址:http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/16240530527374843700
林逸賢。2006。艾氏樹蛙產卵巢位選擇與生殖策略之研究。台中:東海大學生命科學系。網址:http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/34508594052236873755
童婉萍。2011。艾氏樹蛙重疊子代的親子關係之研究。台中:東海大學生命科學系。網址:http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/11994947479885324299
鄭偉群。2008。艾氏樹蛙的父子關係與雄性親代撫育。台中:東海大學生命科學系。網址:http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/42742587040847199585
喬奕凱。2014。南投縣溪頭地區小尺度範圍內不同竹林區塊間艾氏樹蛙的族群遺傳結構。台中:東海大學生命科學系。網址:http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/33180940885994405710
黃鈞漢。2003。以mtDNAD-loop片段探討艾氏樹蛙(溪頭地區)之族群遺傳結構。彰化:彰化師範大學生物學系。網址:http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/76135401085625105724


題外話,我這次找的論文都與艾氏樹蛙有關的原因是因為最近認識了這種青蛙之後覺得這種護幼的行為很特別(我剛認識這種樹蛙時,對牠的印象只有常常都躲在樹冠層上與常常聽到叫聲但卻找不到影子),而且單就這個現象就竟然有很多方面的研究,讓我覺得很有趣。雖然小時候去過溪頭很多次,但從來沒有去注意過當地的生物,而很多人都說要看到艾氏樹蛙產卵的話在溪頭是最常見到的。讓我想要找個機會再去一次,去找找在竹林裡活動的艾氏樹蛙。

2014年10月14日 星期二

問題的問題? 探討問卷問題的設計──以「環保綠能消費對購買者行為影響之分析─以LED照明為例」舉例

  一份好的問卷必須有良好的問題設計才能夠達到真正問問題的目的。本文以「環保綠能消費對購買者行為影響之分析─以LED照明為例」這篇論文為例,指出其問卷中的問題。

  這篇論文是調查消費者對於LED照明燈具的看法,抽樣地區在台中,藉由問卷的統計結果了解消費者選購LED燈具是否是為了環保還是因其他例如品牌、價格、耐用程度的影響。
對於這篇論文所使用的問卷,我認為有以下幾個問題:

1.     第一部分的環保綠能消費原則,所問的題目是有關民眾的環保觀念與購買LED燈的意願,其中題目4「比起傳統燈具您會選擇較節能的LED照明產品」、5「您選購LED家用照明時會以省電節能方面為訴求」、6「您會因為LED照明產品較為環保或省電而選購」和10「您願意選購具節能效果的LED照明產品為現今的環境問題付出一己之力」的重複性很高,都是在問同一個問題,可以考慮變更題目或直接刪減。

2.     第二部分的題目是探討對品牌的認知是否會影響到購買意願,而預設的是大家所熟知的品牌──飛利浦。其中,我覺得題目13「您對除了飛利浦以外的其他品牌也同樣感到熟悉」與14「您對飛利浦品牌感到熟悉」這兩題的順序應該調換,先問是否對飛利浦感到熟悉,再去問是否對其以外的品牌感到熟悉比較恰當。而第15題「您認為飛利浦屬知名品牌」我認為應該要被設定成若14題的回答是不同意或非常不同意的話就必須跳過,因為如果不熟悉或根本不知道的話,這題理所當然大部分會得到「不同意」的回答。

3.     第三部分的顧客價值,這部分我覺得題目17「我同意使用LED照明產品可以節省能源效益」、19「我認為使用LED照明產品可方便更換調整亮度的燈具」、20「我同意LED照明產品能比傳統照明產品可使用得更久」、22「我同意LED照明產品比傳統照明產品更美觀又實用」與第一部份太相似,只差第一部分是問「你認為……」而第三部分是問「我同意……」,可以刪除。


4.     第五部份的基本資料,在婚姻狀況的那欄,只有簡單的「已婚」和「未婚」兩種選項,但可能還會有第三種答案(離婚/喪偶/分居)答案的出現,因此我認為可以考慮多增加第三個選項,或者標註第三種情況下的人應該選擇已婚還是未婚,不然可能會有人空白未填寫而失去了一個樣本。

  此份問卷最大的問題在於題目間的相似度太高,這會令填寫的人感到厭煩,降低填寫意願。除此之外,問卷調查的每個類群中出現了類似的題目,讓人覺得這些類群的分野並不明確,結果所要探討類群之間的相關性就受到了質疑。

參考文獻:

吳繼順。2013。環保綠能消費對購買者行為影響之分析─以LED照明為例。台中:朝陽科技大學企業管理系碩士論文。網址:http://ir.lib.cyut.edu.tw:8080/handle/310901800/14773

2014年10月8日 星期三

恐龍之血: 化石中的有機質

文/ 王珮儒、徐顗雯、張雅惠



在2011年1月的科學人雜誌中有一篇名為「恐龍之血」的文章,此文敘述的是Mary H. Schweitzer發現霸王龍化石裡有類似紅血球的結構,並發現此構造內有豐富的鐵離子,且與血色素(heme)有相似的共振結果,而免疫反應也證明此結構應為霸王龍的紅血球。但由於當時普遍認為已成為礦物的化石內不應含有有機物質,因此這個結果備受質疑。此後Mary H. Schweitzer開始尋找更多的化石並進行一連串的實驗,最後證實有機物質也能在化石中保存數千萬年。

此篇文章中也提到由化石中提取的蛋白質可以進行純化及定序,我們認為若能累積更多的古生物的序列,能夠建立出一個古生物的蛋白質的序列資料庫。藉此資料庫可完成這些已經滅絕的生物的親緣關係圖,若將這些序列與現代生物相比對也能了解這些生物彼此間的演化關係。

化石的形成是生物在死亡後被掩埋在地層中並受到礦化、溶解及再結晶等等的物理及化學作用後,其硬殼及骨骼的物理結構或化學成分都已與原本不相同,所殘留的也只是全由礦物組成的骨骼;因此在讀到「恐龍之血」時,我們對於「這些有機質能在化石中存留數千萬年」是存疑的。但在搜尋過資料後發現血紅素中的鐵離子與氧的交互作用確實與化石中的有機質保存相關,此外膠原蛋白本身的分子結構與分子內及分子間的交互作用也增加了膠原蛋白的穩定性,使其可保存在化石中;而角質蛋白也因不易被分解所以可被保存。然而這些資料似乎只能解釋這些有機質可被保留,卻不能解釋為何可以保留這麼久。我們感到好奇的是Mary H. Schweitzer所發現的這些物質為什麼能夠被保留這麼久?除了上述所提到的機制外,是不是還有特殊的地質作用?還是還有更具有決定性的因素尚未被發現?

參考資料:

Mary H. Schweitzer, Wenxia Zheng, Timothy P. Cleland, Mark B. Goodwin, Elizabeth Boatman, Elizabeth Theil, Matthew A. Marcus and Sirine C. Fakra. 2013. A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time. Proc. R. Soc. B.281

James D. San Antonio mail,Mary H. Schweitzer,Shane T. Jensen,Raghu Kalluri,Michael Buckley,Joseph P. R. O. Orgel. 2011. Dinosaur Peptides Suggest Mechanisms of Protein Survival. PLOS ONE. Vol.6.

教育部數位教學資源入口網。台灣的化石。http://content.edu.tw/junior/earth/tp_tm/new/item0106/main/a0/a0.htm