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沉默的警訊—擱淺鯨豚想告訴我們的事

活躍星系核_96
・2016/08/18 ・2869字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

文/林雅容

擱淺鯨豚
擱淺鯨豚縱使死亡了,還是能告訴我們許多故事。圖/中華鯨豚協會提供

每每遭遇鯨豚擱淺,如果動物仍在呼吸,後送復健的艱苦任務立馬展開;但如果動物已經死亡,腐敗不嚴重的鯨豚則將進行解剖,除了查明動物死因,研究鯨豚生理結構,更重要地,也需要盡可能地採集包含肌肉、肝、腎、腸等樣本,仔細地封袋、裝罐,以交給後續研究人員處理。每每在提及鯨豚擱淺救援的意義與目的時,這些一袋袋一罐罐看似不起眼的血肉,事實上隱藏著海洋的祕密訊息,是我們深入了解鯨豚、人與海洋的關鍵。

1996 年,中華鯨豚擱淺處理組織網成立了,在眾多獸醫、專員和志工的努力下,台灣方才開始有組織有規劃地處理擱淺鯨豚、收集組織樣本,對於台灣這個蕞爾小島周圍的廣大海域,得以從不同角度的眼光來認識與了解。高雄中山大學的陳孟仙教授也在此時接獲周蓮香老師的一通電話,旋即加入鯨豚救援組織的大家族中,從創始之初至今,透過鯨豚擱淺組織網所蒐集將近二十年的組織標本經化學分析,發現了台灣周遭海域海豚的祕密生活以及牠們所帶來的警訊。

碳氮同位素分析判別鯨豚的棲地環境與營養位階

生活在陸地上的人們,到底要如何了解海中鯨豚的分布與生態呢?一般來說,鯨豚族群的研究以執行船隻的穿越線調查(俗稱海調)為主,延著固定航線尋找鯨豚的出沒,一旦遭遇鯨豚就在三十分鐘內亦步亦趨地紀錄其活動行為,三十分鐘後則需回到預定航線,持續搜索其他鯨豚。這樣的調查方法主要憑著觀察員過人眼力的觀察,蒐集族群數量、組成、行為等種種資訊。

「而我是以化學分析所得的科學證據來推測鯨豚的分佈狀況。」陳孟仙教授解釋說。

透過鯨豚擱淺處理組織網,陳孟仙老師蒐集了 2001 年到 2011 年擱淺的熱帶斑海豚、瑞氏海豚、弗氏海豚、江豚、中華白海豚、侏儒抹香鯨和大村鯨等七種鯨豚的肌肉、肝、腎之樣本,進行碳氮同位素與重金屬濃度分析。

透過鯨豚組織的碳同位素分析可以了解其活動離岸遠近及深淺的棲地環境氮同位素分析則能夠判別鯨豚所處的營養位階,意即其在海洋食物鏈中的位置,例如該鯨豚是食魚、吃烏賊,還是吞磷蝦和浮游動物。陳孟仙教授的研究結果發現,東海岸賞鯨經常發現的瑞氏海豚,喜食如魷魚的頭足類,牠們幼年時多在東部近岸覓食,成年後潛水能力增加,瑞氏海豚就會向外游到水深約 200 公尺的海域潛入海裡捕食魷魚,並與幼年的弗氏海豚和熱帶斑海豚共棲,成年後的弗氏海豚就會向外游 30 公里到水深 1000-2000 公尺的大洋捕食深海魷魚和斧胸魚類。瑞氏海豚和弗氏海豚都有幼豚在較近岸,成豚在較離岸的空間利用區隔的情形,但彼此利用的空間區隔不同,所食的獵物亦不盡相同,形成有趣的棲地和食源分享的生態現象。

同樣是東岸常見種類的熱帶斑海豚,幼豚與弗氏海豚幼豚及瑞氏海豚成豚共棲在台灣東部離岸約三公里的淺海域捕食魷魚和燈籠魚,但成體成年後會向岸移棲,獵食多樣的沿岸魚類。而罕見的大村鯨,則被確認與成年弗氏海豚一樣在離岸的大洋覓食生活、主食低階浮游生物。

在台灣西海岸常見的兩種鯨豚身上,碳氮同位素的分析結果則顯示江豚和中華白海豚都是活躍於近岸沿海的動物,不過江豚如同東岸的瑞氏和弗氏海豚,都會覓食烏賊等頭足類,而中華白海豚卻極端偏食魚類。

鯨豚分布
台灣鯨豚的分佈與食性。圖/陳孟仙老師提供

西太平洋海域污染日趨嚴重

在擱淺鯨豚的重金屬濃度分析方面,陳孟仙教授發現瑞氏海豚和弗氏海豚體內砷和鎘的濃度都特別高。由於頭足類無法代謝砷和鎘,這樣的結果亦符合氮同位素的分析結果,證實瑞氏海豚和弗氏海豚偏食魷魚的現象。然而這也造成該兩種鯨豚更容易受到污染影響而導致腎臟衰竭。相反地,主食為浮游生物的大村鯨,因為浮游生物污染物積累少、生命週期短,即便吞食量大,體內仍無重金屬濃度偏高的現象。

此外,與 1995 年時的資料相比,2001 年至 2010 年所採鯨豚肌肉與肝臟組織裡的重金屬都較高,顯示這些年來西北太平洋海域的汙染越趨嚴重,且越是多在沿近海洄游的鯨豚如瑞氏海豚和熱帶斑海豚,體內重金屬濃度越高。

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鯨豚身上小小一塊組織,隱藏著海洋的祕密訊息。圖/中華鯨豚協會提供

擱淺上岸來的鯨豚想告訴我們什麼?鯨豚擱淺的原因一直眾說紛紜,有導航失靈說、地磁改變說、生病體衰說,鯨豚擱淺的現象自古就不斷發生,在人類高度工業化之前,或許擱淺原因不容易判別。然而隨著大量的人為污染物排入海洋,地中海地區的鯨豚研究發現,當歐洲地中海域環境品質逐漸惡化,每年的鯨豚擱淺事件有增加趨勢從 1970 年代的六件暴增到 1988 年後每年 50 件左右。陳孟仙教授的研究也曾檢測 1995 年檢測誤捕鯨豚發現,肝臟內汞含量最高的瓶鼻海豚,也是 1990 年至 2000 年間擱淺最多的鯨豚種類。

海洋中的重金屬究竟是打哪兒來的?海洋污染是工廠非法排放的緣故嗎?一般民眾有責任嗎?陳孟仙老師嘆了口氣說,海中重金屬的濃度增加百分之百與人類的活動相關,只是尺度上,可能包含了地區性的及全球性的。舉例來說,鎘,其實是塑膠製程中的穩定劑,著名的鎘米事件,就是塑膠穩定劑公司非法排放廢水到灌溉渠道污染農田所致。台灣的日常生活使用大量塑膠,除了人們所熟知的雙酚 A 等環境賀爾蒙,其實無論在製程中、使用時或廢棄後,塑膠也有釋出鎘的隱憂。而另一種重金屬銀,則因為近年來奈米銀被廣泛用於抗菌,不但醫療院所會以奈米銀塗料粉刷牆壁地板,坊間甚至還有奈米銀洗衣機、奈米銀尿布等種種產品,導致大量的銀流入自然環境。

「鯨豚在生病,」陳孟仙老師說,「雖然文明似乎改善我們的生活與環境,但是生活在海中的鯨豚卻在生病。」

無論是有意或無意,人類在陸地上所產生的廢棄物,許多最後都沖刷到大海。我們承襲過去人們的習慣,以為大海擁有永無止盡的包容與淨化能力,然而鯨豚動物身為海洋食物鏈的頂端消費者,卻明明白白地告訴我們,即使看似浩瀚無垠如海洋,也有盡頭,無法容納人類的肆意忘為。而且,值得深思的是,如同鯨豚位於海洋食物鏈頂端,人類更是位於整個地球生態的食物鏈頂端,我們也食用來自海洋的食物,海洋環境劣化的惡果,人類恐怕也將一起承受。

參考資料:

  1. 鯨魚也會腎衰竭 台灣沿海鯨豚共棲之謎解密
  2. 台灣海域鯨豚重金屬濃度及碳氮同位素之研究
  3. 鯨豚動物-海洋環境汞污染的紀錄器

 

本文由中華鯨豚協會授權轉載


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活躍星系核_96
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你聞過下雨的味道嗎?讓我們一同探究它是怎麼產生的吧!

椀濘_96
・2022/05/04 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

夏日雨季來臨,下雨前及正在下雨時,總能聞到一股特殊的氣味,濕濕的又有點清新,但大多時候卻不太喜歡,聞起來反而像霉味,甚至臭臭的,而我們總說那是「雨味」。

你是否也曾好奇過,這個形容不出、抽象的「下雨的味道」,究竟是怎麼產生的呢?

夏日雨季來臨總能聞到一股特殊的氣味,我們總說那是「雨味」。圖/Pixabay

最美的的英文單字 —— Petrichor 的由來

在經過漫長的乾旱季後,雨水落在乾燥土壤上時,混雜新鮮泥土與青草的氣味,這股聞起來令人愉悅舒爽的初雨清香,就叫 —— Petrichor。

撇除這樣優美浪漫的文學意涵,Petrichor 本身是個術語,專指下雨的氣味。

Petrichor 一詞首次出現在 1964 年的《自然》(Nature)期刊中,由兩位澳洲的 CSIRO(聯邦科學與工業研究組織)研究人員 Isabel Joy Bear 和 Richard G. Thomas 所創造。

該單字是由兩個希臘字「petra」以及「ichor」所組成;其中 petra 為岩石、石頭,而 ichor 則為希臘神話中神的血液。(聽起來就超厲害的!)

「岩石的血液」實際上是被大地吸收的植物油脂

而在該篇論文中,Bear 與 Thomas 揭露了令世人好奇許久「雨味」的來歷。顧名思義,Petrichor 一詞表明了此氣味來自於岩石內的液體,源自於兩人在實驗中證實,這個味道就是植物在乾旱期間分泌出的油,隨後這些油則被泥土、岩石吸收了。在乾旱時,油脂與泥土、岩石表面的其他化學物質相互發生作用,等到雨季來臨時,多種組合物的氣味被釋放出來。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。中文則將 Petrichor 譯為「潮土油」。

然而礙於當時技術尚未發展成熟,兩人尚未分解出該植物油脂的組成成分。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。圖/Pixabay

隔年(1965 年)Bear 與 Thomas 在《自然》上發表了另一篇關於 Petrichor 與植物生長的論文。

在長期處於乾旱或沙漠條件的地區迎來降雨時,植物種子萌發的反應會較迅速。因此兩人以此觀點帶入假設:該氣候條件普遍有利於 Petrichor 的累積,並從黏土(有黏性的泥土,內含多種礦物與金屬元素)和其他矽酸鹽礦物中釋放,兩者作為土壤的成分,似乎有可能伴隨著 Petrichor 內的一些物質,其可能對種子萌芽產生有利的影響。

然而,根據兩人實驗觀察,發現並非如此。

根據實驗結果所示,從礦物中提煉出的 Petrichor 顯著延遲了水芹、芥菜等種子的發芽和生長。此外,發現播種在濕潤後、原先為暴露在溫暖乾燥大氣條件下之材料的種子,與播種在未暴露或使用前已先經蒸氣蒸餾和烘乾之材料上的種子相比,發芽需要更長的時間、生長的速度更慢。

雨的味道其實細菌也有出一份力

在 Petrichor 一詞還未出現時,當時人們把下雨的味道形容為「泥質的氣味」( argillaceous odour) ,以表達下雨時所散發出的味道是來自土壤。

泥土中除了植物分泌的油外,還有細菌,也為「雨味」做了貢獻。

在土壤中的放線菌(Actinomyces)和鏈黴菌(Streptomyces),他們的代謝副產物——二甲基-9-烷醇(Dimethyl-9-decalol),該化學物質存在於孢子表層,並帶有泥土氣味,稱為土霉味(geosmin)或土臭素。那麼我們又是怎麼聞到土霉味的呢?

放線菌在長時間的乾旱時,代謝活動的速度會較慢;而在乾燥的環境下,細菌則製造孢子以利生存。當下雨前空氣轉為潮濕,泥土也變得濕潤,這能讓放線菌的代謝活動加速,因此也產生更多土霉味;等到下雨的時候,孢子因雨滴彈到空氣中,潮濕的空氣攜帶孢子飄散,便使我們聞到了土霉味。

孢子落在潮濕的土中則會變成菌絲的形態,土壤乾燥後又形成孢子,下雨時又再一次發生上述的過程,如此循環。

2010 年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology , MIT)研究雨滴對土壤的影響時,也進一步分析出了 Petrichor 的產生機制 。實驗觀察後發現,當雨水落在土壤時會釋放被困在液體中的氣體——氣溶膠(aerosols)粒子,而這些粒子會與前面提及泥土中的放線菌等細菌、植物分泌的油相互作用,在雨滴衝擊下,進而迸發出我們所聞到的下雨的味道。

閃電分解氧氣形成臭氧也是其中一個味道來源

還有臭氧,也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。

閃電的高能量會將大氣中氧氣(O2)分解成獨立的氧原子(O),其中一些重組為一氧化氮,接著又與其他大氣中的化學物質發生反應,有時會產生由三個氧原子組成的分子——臭氧(O3)。因雷暴[1]的下沉氣流將臭氧從高處帶到接近地面的高度,使我們能聞到淡淡的、像是漂白水的臭氧氣味(也有人形容像青草味),預告著大雨來襲。

除此之外,弱酸性雨水和地面物質發生反應、雨後植物揮發的精油等,與雨滴、空氣相互作用後,都是產生氣味的來源。

閃電也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。圖/Pexels

雨的味道可能暗示著某些訊息嗎?

這些被天氣攪動所產生的氣味,都可能傳遞著某些訊息。

有微生物學家認為,土霉味可能可以幫助駱駝找到通往沙漠綠洲的路,而駱駝則作為放線菌孢子的載體,幫助其散播。

至於人類,昆士蘭大學的人類學家對澳洲西部沙漠中原住民的文化做了調查研究。在當地,夏季之前來的第一場雨相當重要,濕潤的空氣混合了潮濕的樹葉油脂、尤加利樹、動物糞便和灰塵的氣味,而雨水能為袋鼠、鴯鶓[2]等動物解渴,沙漠也增添了幾分綠意。對他們而言,雨的氣味與綠意、生機有關,被認為是保護和清潔,也將世人與祖先聯繫著;學者將此稱之為「文化聯覺」(cultural synesthesia)。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。心理學家觀察到,儘管人類似乎對這些氣味沒有天生的反應,但我們確實會將之與自身的經歷聯繫起來。大雨可能帶來了潮濕、發霉的回憶,便不太喜愛雨味;對另一部份的人而言是淨化和提神的,從炎熱的天氣中解脫,大地也因雨水洗滌而有了生機、煥然一新。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。圖/Pexels

下雨時的味道不單單只由一個事件構成,它很複雜、很多元,每個單獨氣味的背後都有著一套機制,說起來,不單單只有生物學,還搭配著物理學、化學、心理學等,在多方交織下而有了豐富的解釋和體驗。

待下次下雨時,你就可以和身旁的人問起:「你知道下雨的時候為什麼會有味道嗎?」

註解

註 1:雷暴指一種產生閃電及雷聲的天氣現象,通常伴隨著滂沱大雨。
註 2:鴯鶓(Dromaius novaehollandiae),別名為澳洲鴕鳥;是現存世上第二大的鳥類。僅分布於澳洲,為國徽上的動物之一。from wikipedia

參考資料

  1. 潮味、土味、青草味 有沒有聞到下雨的味道?——科學月刊
  2. Nature of Argillaceous Odour
  3. Petrichor and Plant Growth
  4. Aerosol generation by raindrop impact on soil
  5. Why you can smell rain
  6. Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain
  7. Why Does Rain Smell Good?
  8. 為什麼下過雨之後,地上會有個怪味?

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椀濘_96
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