地表最強「自由研究」!日本小學生以第一作者發表獨角仙論文

地表最強「自由研究」!日本小學生以第一作者發表獨角仙論文
Photo Credit: 山口大學

我們想讓你知道的是

家住在琦玉縣的小學生柴田亮小朋友,有一次讀到山口大學大學院(日本「大學院」指的是研究所)理學部的「創成科學研究科」講師小島涉的著作《我的獨角仙研究》中讀到,獨角仙在白天時似乎有可能會聚集在白蠟樹上。

文:東海大學應用物理系/科技部科普活動計畫

有看過像《櫻桃小丸子》、《機器貓小叮噹》(我就是不想叫它《哆啦A夢》)這種日本的「兒童向」、或是以小孩為主角的作品的讀者大概都知道,日本的小學生在暑假期間都會有個作業,叫做「自由研究」。受限於小學生的移動能力,常見的主題都是從身邊開始,比如說校園或是家裡附近的公園的動植物生態,或是名勝古跡的歷史考證,再來就是利用一些容易取得的材料進行的自然科學實驗等等。

其中人氣最旺的研究標的之一,就是「獨角仙」了,獨角仙非常受日本小學生歡迎,在「小叮噹」裡面就登場了不少次,小學館甚至還曾經出版過《小叮噹的獨角仙圖鑑》(ドラえもんのカブトムシ図鑑)的書籍跟錄影帶。在台灣,《甲蟲王者》的遊戲機台也曾盛極一時。

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圖片來源:SEGA
在台灣曾經紅極一時的《甲蟲王者》卡牌遊戲
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圖片來源:小學館
獨角仙也是小叮噹裡面的常客,還發行了《獨角仙圖鑑》的書與錄影帶

日本的獨角仙是名為「大和兜蟲」的亞種,學名是Trypoxylus d. septentrionalis。根據過去對這種昆蟲的瞭解,牠們是夜行性動物,每天到了日落後,就會飛出來棲息在櫟樹上,從晚上到午夜數量逐漸增加,大約半夜兩點數量達到最大,也就是獨角仙活動最旺盛的時候,之後逐漸減少,到天亮時基本上就跑光光,躲回去睡覺了(至於在哪裡睡覺,報導中沒寫我也不知,請獨角仙專家解惑)。

在過去幾年的暑假中,想來也有一大票日本小學生,以獨角仙為題在做「自由研究」。其中家住在琦玉縣的小學生柴田亮小朋友,有一次讀到山口大學大學院(日本「大學院」指的是研究所)理學部的「創成科學研究科」講師小島涉的著作《我的獨角仙研究》(「わたしのカブトムシ研究」,さ・え・ら書房出版)中讀到,獨角仙在白天時似乎有可能會聚集在白蠟樹上。

白蠟樹對日本而言是外來種,從台灣、菲律賓等地引入,最近經常用在行道樹以及民宅庭院中。跟許多小朋友一樣喜愛獨角仙的柴田亮家的院子裡,剛好就種了白蠟樹,於是就從2019年暑假開始進行「白蠟樹上的獨角仙活動觀察」的自由研究。暑假結束後,將觀察的結果寄給小島涉老師。

小島老師看到觀察記錄後大驚失色,這個研究記錄太厲害了!

柴田亮從七月底到八月底,每天對家裡的白蠟樹上的獨角仙做3-5次的觀察(有不少觀察是在凌晨一點到四點進行,應該說還好是種在自己家裡的樹嗎),紀錄獨角仙的數量以及活動狀況,沒有一天間斷,因而發現獨角仙的確會在大白天時,在白蠟樹上進行覓食以及交配等活動。柴田亮的研究記錄非常的確實而且有條理,立刻吸引了小島老師的注意,並且在2020年開始跟亮一起進行研究。

在2020年的工作中,亮用油性筆在獨角仙身上做記號,一共觀察了162隻個體。因為有「點油做記號」,確認大部分的蟲是在夜間飛來,然後就一直呆到白天,持續活動。有些蟲會在同樣這棵樹上待了超過24小時,這種活動模式,跟牠們棲息在櫟樹上時截然不同。

這個結果非常有趣,同樣一種昆蟲,棲息在原生種植物、或是外來種植物時,會改變牠們的晝夜活動模式。

他們把研究成果寫成論文,題目是「棲息於外來種植物影響了獨角仙的晝夜節律活動模式」(An introduced host plant alters circadian activity patterns of a rhinoceros beetle),於4月13日發表在《生態學》(Ecology)期刊上。這個期刊的impact factor(影響係數,一種用來衡量學術期刊影響力的指標)是4.7,在生態領域的169期刊中排名22,是一個重量級的權威期刊。

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圖片來源:山口大學
正在進行觀察的柴田少年
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圖片來源:《生態學》(Ecology)
論文第一作者的所屬機構:「杉戶町第三小學」

小島老師說:「這篇論文所有的資料都是柴田同學所觀測取得的,他所寫的『自由研究』的報告文章,寫得非常具有邏輯架構,文體已經跟正規的科學論文體裁非常接近,我所做的只是把文章直接翻譯成英文而已。所以不可能不把柴田同學放在第一作者的位置。」

「『為什麼』跑到白蠟樹上去的獨角仙,會變成是在白天時活動呢?」這就是亮超期待的,2021年暑假的自由研究題目了。

本文經東海大學應用物理系/科技部科普活動計畫授權轉載,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航


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