指甲大小的蝦子，也可以用來進行軌跡追蹤實驗

義大利南部薩倫託大學 (University of Salento) 的科學家們發表了 [1] 一項關於稱為 Gammarus insensibilis 的小型水生蝦的生態學的有趣研究。 為了進行這項研究，他們必須克服一些具有挑戰性的技術障礙，但最終他們成功了，並產生了令人著迷的結果。

最佳化的覓食策略

在花費最少的精力下找到足夠的食物，這是所有動物都必須解決的關鍵問題。 覓食壓力也是促使動物進化的一大因素， 如果你能比你的鄰居更有效地覓食，你將有更多的時間和精力用於其他活動，因此你將擁有更高的進化適應度。

這意味著許多研究發現，經過多代的演化，動物的覓食策略通常在數學上接近理想。 然而，對於不同類型的動物，最佳選擇是非常不同的。 大小、新陳代謝和食物鏈中的位置（捕食者/獵物）是重要因素之一。 水生生態系統的運作方式通常與陸地生態系統稍有不同 [2]，我們對它們的了解較少，因為它們更難研究。

因此，研究像 Gammarus insensibilis 這樣的典型物種的覓食有可能不僅對這一物種提供見解，而且對這些水生動物為主的生態系統其運作方式提供更通用的見解。

所以說......我們要來研究蝦子？

不管你住在哪裡，如果你找到一條乾淨的小溪，用網在它的底部翻找，你可能會找到一些淡水蝦。 它們通常屬於鉤蝦屬。 世界上有超過 200 種不同種類的鉤蝦，它們存在於鹹水和微鹹水（部分鹹水，例如在河口）以及淡水中。 

本研究中使用的物種 Gammarus insensibilis 在英語中被稱為潟湖沙蝦 (Lagoon Sand Shrimp)，實際上它生活在沿海潟湖的鹹水中。 它分佈在地中海、黑海的南歐沿岸以及英吉利海峽沿岸。 它的生活深度可達 15 米，以腐爛的植被和藻類為生。 鉤蝦是一種甲殼類動物，如螃蟹和木蝨； 雖然它是無脊椎動物，但它不是昆蟲（數數它的腿，它可不是6支腿！）。

小到幾乎不可能追蹤

潟湖沙蝦的活動真的很難通過影片記錄追踪。 它隱藏在陽光下，因此正常照明不起作用。 牠是半透明的，因此相機很難將其與背景區分開來。 它們可以小到 5 毫米長（因此它比 5 毫米薄得多）。 更糟糕的是，當牠移動時，牠喜歡靠近迷宮的牆壁。 這意味著如果攝影機機不是直接在蝦的正上方，那麼就不容易拍到這些蝦子。

我們所推出的Daniovision特別針對追踪水生無脊椎動物軌跡所設計，但在這個研究項目中也是無用武之地。 為了能夠測量潟湖沙蝦的覓食行為，我們需要相當大的迷宮，且包含了有許多裝有食物的區域，這些區域通過通道連接。 錄影也需要很長的時間 (至少六個小時)，讓蝦有足夠的時間在迷宮中移動探索並覓食。

與背景融為一體的小型陸生動物有時會藉助一種稱為標記和重新捕獲的技術在它們身上塗上彩色圓點進行追踪。 不幸的是，這不適用於潟湖沙蝦和類似的水生動物。 科學家們試圖以各種方式標記它們，但最終總是會損壞它們並影響它們的行為，因此結果並不可靠。

如何解決這些問題

所有的影片皆由許多的像素組成，就如同其他廠牌的軌跡追蹤系統，動物輪廓至少要擁有足夠的像素才能被EthoVision XT 進行有效的軌跡追蹤。 就理論上來說，要增加動物輪廓的像素量，其解決方案可能是在迷宮上方放置一個解析度非常高（即具有許多像素）的攝影機。 然而，這意味著相機可能會有些許死角，動物在某些區域時其位置並不直接位於鏡頭下方，鏡頭與牆壁所產生的角度差可能會造成動物被遮蔽。

Noldus 和薩倫託大學的研究人員提出的解決方案是在迷宮上方安裝多個攝影機，並將每個畫面都作為一個 EthoVision XT 獨立的分析區域 (Arena) 進行分析。

但是，這會產生一個新問題； 如何處理動物從一台攝影機移動到另一台攝影機的問題。 這是通過一種巧妙的分析方法解決的。

裝滿食物的房間之間的每個通道被分成三個部分，當動物從一個部分移動到另一個部分時，EthoVision XT 會記錄下來，即“探索”。 通過這種方式，可以量化動物離開食物室並進入新食物室的速度和頻率。 然後可以從這些轉換中計算出各種其他統計數據。

至於動物對光的反應及其透明度的問題，是通過製造一個大型紅外光照明裝置從下方照亮整個迷宮，並使用紅外光相機和過濾器阻擋白光來解決的。

成功追踪潟湖沙蝦和分析其行為

上述這套以 EthoVision XT 為核心的客製設備運行良好。 只有少數動物因為太小或太透明而無法追踪， 其實驗結果也很有趣。

• 一般情況是：在實驗開始六個小時後，潟湖沙蝦開始覓食，然後他們繼續向其他區域探索 
• 飢餓的潟湖沙蝦會花更較少的時間探索。 也就是說，它們會在食物室中花更長的時間覓食。
• 較大的潟湖沙蝦在裝滿食物的房間裡停留的時間更少，它們在迷宮中的移動更長，累積的探索區域更大。 造成這種情況的原因可能是能量需求隨著體型的增大而增加（較大的動物需要吃得更多），而且它們的運動效率更高（較大的動物可以移動得更快）。

參考文獻

1. Shokri M, Cozzoli F, Ciotti M, et al. A new approach to assessing the space use behavior of macroinvertebrates by automated video tracking. Ecol Evol. 2020;00:1–11. https://doi.org/10.1002/ece3.7129

2. Spink, AJ, 1992, Ecological strategies of Batrachian Ranunculus species. PhD Thesis, University of Glasgow.