深入海洋、浩瀚無限 文昌魚研究紀實
文/陳謙
受訪者/國立中山大學海洋生物科技暨資源學系副教授 林秀瑾
國立臺灣海洋大學生命科學院教授 邵廣昭
深入海洋,浩瀚無垠!人們對於未知事務的好奇,促使我們探索更多未知的世界。起初人們認為深海缺乏陽光和食物,缺少生命生存的必要條件,是沒有生命的世界。在克服水壓、精進潛水和攝影設備後,人類終於有機會一睹無光深海的真實樣貌,極端環境下的生存者滿是透明發光的物種,擁有人類從沒想過的奇異外觀。向海探索,人類逐漸瞭解生命循環的奧妙,更發現許多新物種,不少海洋生物因此成為人類探索未知事物的目標。
文昌魚在結構上有如線蟲一般簡單,卻又保有個體發育的特徵,牠的個體小且軀體透明,行體外受精,漫遊在以溫帶到熱帶淺海沙為底質的棲地。過去文昌魚在金廈海域數量豐富,亦曾經成為當地特殊的一項漁業資源。
似魚非魚: 文昌魚的生物特徵
文昌魚是脊索動物中最原始的頭索動物亞門(Cephalochordata)中的代表,在地球的演化史相當的長。早在距今五億多年前的寒武紀地層中就可以發現此一類生物的化石存在。漫長的歲月並沒有在文昌魚的演化上產生明顯的外觀變化,終其一生保有脊索動物門的三大特徵,分別是:背神經管、脊索和咽裂。
棲息於淺海的文昌魚體長約3到5公分,以瘦長的體型、貫穿頭尾的脊索、白色半透明的身軀、似魚非魚的流線身形,使牠像是鰻魚幼苗般在海中擺動前進。平時,文昌魚將身體埋在沙中,僅露出頭部,牠並不善於游泳,只有在受到驚嚇時才會離開沙地,以體側肌肉輪替收縮的方式游動,而其攝食方式也相當有趣,牠藉由前端口鬚的纖毛運動帶動水流,將周圍的微小有機物以過濾的方式濾進口中,是以微生物為主食的濾食者。
脊索與脊椎有什麼不同?
脊索動物門包含了頭索動物、尾索動 物、脊椎動物,共同特徵是在個體發 育過程擁有脊索。脊索是一條支持身 體的棒狀結構,由細胞組成,結實而 富彈性。脊椎動物只在胚胎期出現脊 索,成長時則被較為堅硬、發達的脊 椎骨取代。
物種起源: 文昌魚的分類與其發現
達爾文在《物種起源》中曾提及一個概念:「現今的物種演化是世代累積下的變異。」文昌魚作為一種珍貴的海洋無脊椎動物,分類可推溯至1774年,由德國科學家帕拉斯(Pallas)在英國南部海岸首次發現。當時帕拉斯誤將文昌魚歸類於軟體動物門,直到1836年在地中海再次採集到文昌魚時,發現文昌魚具有許多脊椎動物的特徵,揭示了現存脊椎動物的起源,因而重新歸類。
國立中山大學海洋生物科技暨資 源學系副教授林秀瑾長期研究文 昌魚。她提到:「可以確定文昌 魚在演化上具有獨特的地位,牠 提供了脊椎動物起源中非常重要 的線索,目前對文昌魚的研究多 著重在生態、演化及生物多樣性 上」。文昌魚有著魚一般的流線 型身影,卻在形態結構、胚胎發 育及基因組方面與脊椎動物有極 高的雷同處,是研究脊椎動物起 源與演化的關鍵類群。
目前已知於金門海域棲息的文昌 魚有二種, 分別是白氏文昌魚 (Branchiostoma belcheri)和日本文昌魚(B. japonicus), 要區 別兩者,可藉由吻鰭、尾鰭和前 臀鰭腔室的不同來區分。舉例而 言,日本文昌魚的吻鰭則較為尖 長,而白氏文昌魚則較為圓鈍。
2021 年,金門縣潮間帶學會的洪 清漳理事長在烈嶼記錄到不同於 白氏文昌魚及日本文昌魚的文昌 魚物種,更顯示出我們對文昌魚 的研究仍在起步階段。
第一手田野調查金廈海域的文昌魚棲地調查
論及金廈海域的文昌魚棲地時,海洋大學生命科學院的邵廣昭教授指出:「在溫度、鹽度、深度等因子裡,對文昌魚的分布影響最大的還是底質的條件。特別是沈積物的粒徑、篩選度、有機質含量,都與文昌魚的分布有密切關連。」
從2010年開始,金門國家公園就在料羅灣、金烈水道、小金門周遭海域規劃數個測站,進行金廈海域附近的文昌魚調查,並在水深5公尺、10公尺、20公尺、40公尺的不同深度進行採樣研究。然而研究金門周遭水域時,會發現多數淺海海域的深度未達40公尺,因此改以底拖挖泥的方式進行測站採樣,看是否有文昌魚被捕獲,順帶收集採樣點的底質。
依照此方法得到觀察、捕獲紀錄的文昌魚測站僅有3處,其底質皆為粗砂。其餘測站的底質環境多為細砂或極細砂,分選度不佳,明顯不適合做為文昌魚的棲地。
為了更全面的進行金廈海域調查,2012年研究團隊又於金門北方與東方水域設置53個樣點,透過「底拖網具」和「浮游動物網」來捕捉文昌魚樣本,進而蒐集、調查金門鄰近水域的文昌魚分佈資料。金門國家公園所委託的中華民國溪流環境協會進行研究後,發現文昌魚因為受到底質條件限制,在金門周邊海域棲息的情況遠不如想像的多,雖然在料羅灣一側的少數地區發現豐富的文昌魚族群,但大體而言底質適合文昌魚棲息的粗砂環境非常少。2012年在料羅灣發現有數個採樣點分布大量文昌魚群,推測相較於其他地區而言,料羅灣一側可能抽砂、盜捕的壓力較小,故還有較大量的文昌魚族群。
除了中華民國溪流環境協會研究團隊的調查之外,2021年,長期觀測潮間帶的洪清漳也在烈嶼的潮間帶鄰近海域發現未知的文昌魚物種。洪清漳認為「由於文昌魚對棲地的底質、水質要求較高,人為破壞所造成的棲息地環境改變,有可能是造成文昌魚消失的主要因素。」
作者簡介: 陳謙 本名陳文成,現任教於臺北教育大學語創系,編著有採訪報導《戀戀桃花源:文學家筆下的桃園藝術職人》一書。
除了棲地, 文昌魚還面臨什麼危機?
金門西、南側的海域,過去是大陸漁民越界捕抓文昌魚的地區,除了棲地危機外,文昌魚也因為市場上日益高漲的魚貨價格,面對過度撈捕的危機。高漲的售價背後,反映的是文昌魚的漁業資源已逐漸枯竭。
如同邵廣昭所說的「除了棲地的改變,過渡的捕撈亦是文昌魚在金廈海域日益枯竭的原因。黃厝海域的文昌魚是棲息在水深約6-10公尺處,遇到每月潮汐的最低潮時,大部份區域就會露出海面,讓漁民可利用此一時間以非法電魚的方式進行捕魚,這也是黃厝海域的文昌魚資源大量減少的原因。而在另外一些海域,文昌魚主要是棲息在水深約8-15公尺處,終年都不會露出海面,因而文昌魚族群較可穩定生存。」面對文昌魚的生存危機,邵廣昭又說:「生物的多樣性是海洋永續的契機,只有在多樣性達到一定程度之後,海洋生物間才能夠產生比較完整、健康的依存關係與食物鏈,讓生命的流轉生生不息的延續下去。」
雖然這些都是老生常談,但我們依舊需要面對造成文昌魚族群數量縮減的因子,正視棲地環境的惡化問題,透過生態保育與環境教育來減少文昌魚的生存壓力,如此,才能繼續見到這些似魚非魚的寶貴物種。