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非洲夜蚯蚓:被偷偷引進恐有入侵性的外來種——太平二號與牠們的產地(四)

YTLai_96
・2016/12/10 ・3659字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 505 ・六年級
  • 編按:在台灣蚯蚓養殖市場中紅蚯蚓「太平二號」這個江湖渾名裡面,其實混雜著三個不同種的蚯蚓,在這個系列文章的開頭作者解釋了這段太平二號奇妙旅程的來龍去脈,也分別介紹了三種蚯蚓中的兩種——歐洲紅蚯蚓印度藍蚯蚓。接著將繼續介紹第三種太平二號,讓我們掌聲歡迎「非洲夜蚯蚓」出場!

談完了太平二號裡最大宗的歐洲紅蚯蚓,以及混在其中的本土種類印度藍蚯蚓之後,我們來說說這裡頭的最後一種蚯蚓:尤金真蚓。

照慣例還是要說,尤金真蚓這個從學名 Eudrilus eugeniae 翻譯而來的中文名字,對一般人來說可能不太好記也沒什麼意思,幸好這種蚯蚓有個赫赫有名的英文俗名 African Night Crawler,所以我們就叫牠非洲夜蚯蚓,簡單又好記。

(電腦版可點擊看大圖)俗稱太平二號的蚯蚓,其實包含了三個品種。資料/作者提供
(電腦版可點擊看大圖)俗稱太平二號的蚯蚓,其實包含了三個品種。資料/作者提供

 

除此之外,非洲夜蚯蚓這名字也透漏了一些訊息。首先,牠是從非洲來的種類。而且根據訪查到的線索,這種類是近五年由某幾家蚯蚓養殖業者私下引進台灣養殖的,所以牠徹頭徹尾是個剛進國門的外來種,以後會乖乖的待在養殖場中勤奮工作不會外逃,還是逸出到野外變成入侵種,還是個未定之數。其次,夜蚯蚓的名字表示牠晚上常常會爬出來亂走,在養殖管理上或許更需要留心一些。

============貼心提醒:以下含有真實蚯蚓圖============

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非洲夜蚯蚓長什麼樣?

三種養殖蚯蚓排排躺,最底下的非洲夜蚯蚓就是最巨大
三種養殖蚯蚓排排躺,最底下的非洲夜蚯蚓就是最巨大。圖/作者提供

非洲夜蚯蚓的體型明顯比歐洲紅蚯蚓和印度藍蚯蚓大很多。非洲夜蚯蚓體長 9~19 公分,幾乎是歐洲紅蚯蚓和印度藍蚯蚓的兩倍,而且在養殖狀況良好時,甚至可以長達 25~40 公分!當然,寬度上也比歐洲紅蚯蚓和印度藍蚯蚓大上一號,因此光是以體型來區分,碩大的非洲夜蚯蚓就已經夠搶眼了。另外,非洲夜蚯蚓的尾端會漸漸變得細而扁,和粗大前端相比顯得有點營養不良的感覺,這也是牠在體態上可供鑑定的特徵。

粗大長的非洲夜蚯蚓(尤金真蚓 Eudrilus eugeniae),尾部變細變扁顏色變淡
粗大長的非洲夜蚯蚓(尤金真蚓 Eudrilus eugeniae),尾部變細變扁顏色變淡。圖/作者提供

在體型以外,非洲夜蚯蚓的體色紅褐、藍紫、或偏黃,但無論如何這體色到了變細變扁的尾端都會變淡,因此尾部看起來半透明,營養不良的感覺又更重了點。還有,和印度藍蚯蚓一樣,非洲夜蚯蚓身上也會有強烈的藍紫色繞射光澤,而且也是在前端比較顯眼。但還是再次強調,這樣的光澤就像體色一樣很容易因為環境和基質的狀況而變,並不是一個穩定的特徵。

非洲夜蚯蚓的強烈繞射光澤
非洲夜蚯蚓的強烈繞射光澤。圖/作者提供

最後,想要好好的鑑定非洲夜蚯蚓,不可避免的還是得回到環帶型態和位置上。非洲夜蚯蚓的環帶和印度藍蚯蚓一樣,都是在比較靠近前端的位置精確的說,是從第 13 或 14 節開始到第 18 節,而不像歐洲紅蚯蚓那樣從第 25 節之後才開始。不過,非洲夜蚯蚓的環帶會膨大,這就跟印度藍蚯蚓不一樣了。

看看環帶的位置,非洲夜蚯蚓(左)的環帶跟印度藍蚯蚓一樣都很「前面」,離前端只有區區十五節不到
看看環帶的位置,非洲夜蚯蚓(左)的環帶跟印度藍蚯蚓一樣都很「前面」,離前端只有區區十五節不到。圖/作者提供

非洲夜蚯蚓又怎樣?

非洲夜蚯蚓是個熱帶的種類,可接受的溫度在攝氏 16~32 度之間,最適溫度則是 25 度。和印度藍蚯蚓比起來,非洲夜蚯蚓一樣的不耐寒卻也稍不耐熱,在 30 度以上的生長繁殖效率就開始下降,12 度以下或 30 度以上都會讓幼體死亡。至於濕度,非洲夜蚯蚓也偏好高溼的環境,最適合的濕度是 80%,濕度在 70~85%之間對牠來說是如魚得水。

還有,非洲夜蚯蚓雖然這麼大一條,生活史和歐洲紅蚯蚓以及印度藍蚯蚓其實不相上下。牠的壽命有一到三年,但從卵繭孵化之後的非洲夜蚯蚓只要 35~50 天就可以成熟,交配之後最快一天就可以開始產卵繭,平均每兩天就可以生下一顆,而且一次交配就可以在往後 300 天之中持續產卵繭。卵繭 12~16 天就孵化,孵化率 75~85%,每顆卵繭裡面平均有 2~2.7 隻幼體,最高記錄是一顆卵繭孵出了 8 隻幼體。

非洲夜蚯蚓的卵繭,表面不規則又常常粘著周圍的基材
非洲夜蚯蚓的卵繭,表面不規則又常常粘著周圍的基材。圖/作者提供

綜合來看,非洲夜蚯蚓這麼大一隻也只要 50~70 天就可以產生下一個世代,比起一半大小的歐洲紅蚯蚓(45~51 天)和印度藍蚯蚓(40~50 天)只是稍慢了點。若是比較族群數量翻倍增長的速度,非洲夜蚯蚓其實是目前介紹過的這三者之中最快的。根據印度的報告,只要 90 天,非洲夜蚯蚓的數量就可以增長為 18 倍,比起印度藍蚯蚓(14 倍)和歐洲紅蚯蚓(12 倍)都來得快。

偷偷引入,還混進太平二號裡

和歐洲紅蚯蚓一樣,非洲夜蚯蚓也是個歷史悠久的養殖種類,早早就被人類大量的繁殖,攜帶到世界各地使用。1867 年被命名之後,不過是四十年的光景,非洲夜蚯蚓就從原產地西非地區(幾內亞灣海岸週邊的國家如獅子山、賴比瑞亞、象牙海岸、迦納、多哥、奈及利亞、加彭、喀麥隆、剛果等),在人類的協助之下擴散到整個赤道非洲區域以及印度,然後過了一百年,又繼續引入到北中南美洲、歐洲、澳洲、以及東南亞如菲律賓、印尼、泰國、馬來西亞和越南。

然後,這幾年就被蚯蚓養殖業者私下引入進台灣了。

姑且不論這樣私下引進生物來養殖的違法之虞,令人不解的是,引入的蚯蚓養殖業者居然把非洲夜蚯蚓跟原本養殖的「太平二號」混在一起出貨,甚至混在一起養。就因為引進非洲夜蚯蚓的始作俑者一念之間,使得全台各地不知情的蚯蚓養殖場和家庭養殖箱中,在本來號稱「太平二號」紅蚯蚓裡,幾乎都又混入了或多或少甚至過半數的非洲夜蚯蚓。

身為「太平二號」大宗的歐洲紅蚯蚓是溫帶種,卻混進了熱帶種的非洲夜蚯蚓,兩者需要和偏好的環境條件不盡相同。再加上非洲夜蚯蚓的習性就是喜歡晚上出來四處亂走,飼養箱如果沒有蓋好防逃就會爬出來,隔天早上就滿地蚯蚓,跟相對乖順不亂跑的歐洲紅蚯蚓大相逕庭。這樣混一起飼養出貨,恐怕造成不少後續管理的困擾與困惑。

  • 夜半到表面爬來爬去亂走的非洲夜蚯蚓

入侵台灣生態的隱憂

最令人擔心的是,非洲夜蚯蚓既然是個熱帶種,又是個移動能力不錯、晚上會出來亂跑的種類,萬一逸出養殖場,很可能可以在同為熱帶亞熱帶的台灣野外存活下來。和同樣是外來種,無法在台灣生存的歐洲紅蚯蚓相比,雖然對溫度濕度的需求看起來差不多,但至少非洲夜蚯蚓是表層底層兩型兼具,比較有能力鑽到土壤中生活。研究也顯示牠可以適應多樣的土壤類型,使得牠逸出後建立野外族群、入侵台灣原生環境的機會大增。若是養殖場在使用上不趕緊小心自律,避免逃逸或隨著蚓糞肥夾帶逸出,再加上台灣時不時會有放生團體買蚯蚓四處放生,非洲夜蚯蚓成為新的入侵種恐怕指日可待。

或許有人會認為,不過只是蚯蚓,入侵了又能怎麼樣呢?的確,非洲夜蚯蚓的野外族群已經在中美洲的高溼高肥的地方如瀑布和河床周圍可以發現,南美洲的花園菜園果園也可見,佛羅里達州的某些湖邊也因為釣客隨手亂倒沒用完的釣餌而有非洲夜蚯蚓的分佈,這些地方目前似乎沒有看到什麼影響。但是,就算不像福壽螺那樣在幾年內馬上帶來嚴重衝擊,入侵種也可能造成長期而緩慢的負面影響。例如台灣滿地都是的嚴重入侵種黃頸蜷蚓,就默默的讓土壤品質劣化北美洲的森林也因為幾百年前的歐洲引入種而更新遲緩甚至轉為草原,並且間接影響森林底層的蠑螈族群,以及其他可能的後續捕食者。

世界廣佈的嚴重入侵種黃頸蜷蚓,環帶橘黃色是重要特徵
世界廣佈的嚴重入侵種黃頸蜷蚓,環帶橘黃色是重要特徵。圖/作者提供

所以,外來種的事情從來就是賭不得的,誰也不敢保證非洲夜蚯蚓如果在台灣逸出並入侵了會帶來什麼後果。不要逸出養殖場入侵野外是最好,萬一發生了,就只能祈禱牠真的沒有任何負面影響,否則大家只能皮捏著,一起承受這個「歷史共業」了。

 

參考資料&延伸閱讀


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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著


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就是想知道十萬個植物的為什麼!解開植物生長之謎的駭客兼翻譯——蔡宜芳專訪

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/04/06 ・3848字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文由 台灣萊雅L’Oréal Taiwan 為慶祝「台灣傑出女科學家獎」15周年而規劃,泛科學企劃執行。

2018 年「台灣傑出女科學家獎」傑出獎第十一屆傑出獎得主

  • 中研院分子生物研究所特聘研究員蔡宜芳,畢業自台灣大學植物系,在美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University, CMU)取得博士,後於加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego, UCSD)進行博士後研究,研究專長為植物分子生物學。主要從事細胞膜蛋白的功能研究,在硝酸鹽轉運蛋白研究領域有卓越貢獻。2021 年蔡宜芳特聘研究員榮獲美國國家科學院(National Academy of Sciences, NAS)外籍院士(international members)。

如果妳撿到蔡宜芳掉的手機,可能很難立即知道失主是誰,甚至有點摸不著頭緒:因為她手機裡超過 80% 的照片,都是植物。為何會選擇植物作為研究領域?身為中研院分子生物研究所特聘研究員,在植物分子生物學領域貢獻卓著的她卻說,這個決定其實「不太科學」,因為起心動念是自己「真的很喜歡植物」。

因為喜歡所以好奇,因為好奇而想要知道更多:許多 love story 都是這樣開始的,而研究領域的開展又何嘗不是一場超浪漫故事呢?也因為一般人都不夠認識植物,聽不懂植物的細語呢喃,更需要蔡宜芳這般熱愛植物的科學家,擔任植物駭客兼翻譯,讓不辨菽麥者也能偷聽花開的聲音。

故事,從一株異變的阿拉伯芥開始說起。

植物對於氮肥的攝取機制與調控方法正是蔡宜芳的研究主題。圖/劉志恒攝影

分子生物學突破:發現植物吸收硝酸鹽的關鍵蛋白 CHL1

上世紀 50 年代起的「綠色革命」,大幅提升了糧食生產量,餵飽了激增的地球人口,「氮肥」在其中功不可沒。它對植物開花結果至關重要,然而植物透過什麼機制攝取氮肥?如何調控才能更有效地吸收?蔡宜芳研究的正是其中的分子機制。

氮,是生物存活的重要元素;從推動光合作用的葉綠素、各種代謝反應的酵素,到與遺傳相關的核酸中,都有氮的存在。但對植物來說,要取得氮元素卻出乎意料地困難;大氣的組成中近五分之四為氮氣,但是除了藉由少數有固氮能力的微生物以外,植物只能使用在土壤中非常少量的氮源,吸收的型態有「氨鹽」與「硝酸鹽」,其中又以硝酸鹽為主。

但是,硝酸鹽是帶電離子,無法自行通過脂質構成的細胞膜,那到底植物如何利用硝酸鹽呢?為了解開這個長年來的謎題,蔡宜芳將目光投向一棵無法正常吸收硝酸鹽的阿拉伯芥突變株,並利用當時最新發展出來的分子生物技術,試圖找到出關鍵基因。蔡宜芳表示,這個無法正常吸收硝酸鹽的突變株,在她約 10 歲時就被荷蘭研究者發現,這麼多年來在傳統技術底下被研究得相當透徹;卻直到她開始進行博士後研究,伴隨植物分子生物相關技術發展,才有方法找到關鍵的轉運蛋白。

這樣的研究自然充滿了挑戰,因為新技術還不穩固,就連實驗室老闆都曾勸她放棄。不願投降的她,決定一邊持續研究氮代謝,一邊到其他研究室學細胞膜研究的新技術,1994 年,蔡宜芳從美國回到台灣,持續研究進一步發現, 位在植物細胞膜上的 CHL1 硝酸鹽轉運蛋白,除了作為硝酸鹽的「搬運工」,還有其他異想不到的功能。在你我的印象當中,植物是被動的吸收養分:但其實當土壤中的的硝酸鹽變化時,植物會主動改變硝酸鹽的運作模式,這就是蔡宜芳團隊在 2003 年的重大發現。運作模式的改變正來自於 CHL1 蛋白的磷酸化轉換,因此 CHL1 蛋白也具備作為「傳令兵」的功能。透過 CHL1,植物便能感應周圍的硝酸鹽濃度,幫助植物調控基因表現,以便能更有效率地利用硝酸鹽。

掌握硝酸鹽吸收的調控,在農業領域十分有發展潛力,蔡宜芳的研究進一步轉向,對接實際應用,期盼為農業的永續未來提供新解方。除了 CHL1硝酸鹽轉運蛋白的機制外,她也針對阿拉伯芥如何吸收與輸送硝酸鹽到不同組織的分子機制展開探索。近期更研究探討是否能以育種或基因調控的方式,增進植物吸收硝酸鹽的效率。由於硝酸鹽非常容易在環境中流失,因此多數的氮肥施放到田間後,植物也往往吸收不了;如果可以改善植物的吸收效率,就能減少施肥的浪費,連帶減少製造氮肥耗用的能源,也讓農作物長得更好。

好消息是,透過基因調控,蔡宜芳團隊已經在阿拉伯芥、菸草及水稻上實驗成功,並取得相關專利,期待未來將授權給生物科技公司進行下一步。

培養科學研究必備品:好奇心、科學思辯與毅力

蔡宜芳從事研究的初衷是因為對植物的喜愛與好奇心,對她來說和植物有關的十萬個為什麼,猶如始終永遠拼不完的大型拼圖,從小時候就在蔡宜芳的心中佔據了重要位子,於是她「追根究柢」(如字面上意義),想靠自己解開植物現象背後的秘密。

人們對自己不了解又無法回嘴的植物充滿了誤解,往往覺得植物跟動物一點也不同,然而在蔡宜芳看來絕非如此,她表示,已經有研究發現,當我們這些動物咬下蔬菜的瞬間,植物裡頭負責傳導的的鈣離子就會產生變化。「大家都覺得植物不會動不會叫,但其實植物是有感知的。」蔡宜芳表示,植物其實都知道,只是用我們不懂的方式在表達,要靠研究才能一句一句地破解植物的密語。

圖/劉志恒攝影

當然研究也不能自己埋頭苦幹,交流非常重要。蔡宜芳擔任植物學期刊 《Plant Physiology》 編輯多年,但回憶起剛建立獨立實驗室的階段,面對那麼多來自審稿人的刁鑽問題,當時的自己也難免生氣。一旦轉換身份成為審稿人,被審的經驗也讓她更明白審查論文時該注意的重點,一來一往的思辨與答辯,反而讓她覺得很好玩。

「我自己有個突破,是因為被質疑的時候很生氣,可是不能光氣,也要想辦法解決。就在生氣的時候,想出來的方法,最後變成我們實驗室很新的工具。」而她也認為自己在替《Nature》等重要期刊審稿時,認真地給出言之有物的評論,幫她累積了領域內的信譽,才讓期刊編輯的位置找到了她。

蔡宜芳曾擔任植物學期刊《Plant Physiology》編輯。圖/《Plant Physiology》網頁截圖

像投稿審稿這般來回思辨的訓練,對科學家的養成非常重要,然而蔡宜芳觀察,科學思辨在台灣教育裡比較缺乏。她舉例,在美國課堂上,老師會要學生先讀一篇論文,接下來整堂課則要學生批評論文有什麼問題。「我們在台灣被訓練的人,都會把 paper 當作傳世經書在讀,讀懂它就覺得很開心了——要去批評它,我們真的沒有習慣。」蔡宜芳坦言那過程對她來說曾經非常痛苦,但會痛就代表該變。

她就此改變了思路:面對知識,蔡宜芳要求自己不僅要讀懂,還要有餘力批評它,說出對、錯在哪裡。蔡宜芳認為,科學就是得永遠抱持著質疑的態度,在不疑處有疑,才能找到真正的答案。「在我自己的實驗室裡面,我也一直在逼學生要去思考」。

蔡宜芳在實驗室中,會不斷要求學生思考、批判。圖/劉志恒攝影

而除了好奇心及思辨能力之外,蔡宜芳認為「毅力」也是科學家在科學界持續前進的重要特質。經驗告訴她,在科學研究中遇見失敗比遇見成功的次數多太多了,革命十次稀鬆平常,如何二十次甚至三十次之後還能繼續往前走?那絕對需要強大的毅力來抗壓才行。

說到壓力,身為科學界的女性,蔡宜芳認為,自己的成長環境中,性別造成的影響並不大,以她所在的中研院分生所為例,研究人員性別比例很平均。但若深入細究,「無意識偏見」(unconscious bias)仍難以避免。她以自己帶過的學生為例,生科領域在大學時期男女比例大約是各半,但隨著碩士、博士一路往上,男性的比例逐漸多於女性。因為許多女學生在面臨職涯選擇的時候,往往會被迫以家庭或是男性伴侶的事業為優先,這種狀況回過頭來又讓部分老師覺得「教育女生有時會是浪費」,成為惡性循環。

榮獲過許多科學成就獎項的她,時常是唯一獲獎的女性,而就在接受採訪不久前,她又獲頒一個獎項,直到頒獎當天的照片寄回到所上,「一片黑西裝裡面,就我穿黃色!」她笑道。所上第五屆台灣女科學家傑出獎得主鍾邦柱老師看到照片時,也對她苦笑說:「哎,革命尚未成功,同志仍需努力。」

「先不要去想會有這個東西,做該做的事情。真正不平的時候,不要安靜不講。」儘管環境仍待改變,蔡宜芳建議女科學人自己先跨出一步,就如同她自己一路走來的態度。

一株莫名異變的阿拉伯芥,遇上一位不放棄的科學家兼植物迷,造就了改變農業、甚至是整體生態未來的契機。如果妳的手機也跟蔡宜芳一樣,裝的幾乎全是自己感興趣、想研究的東西的照片,請別質疑自己是不是怪怪的,或許妳也將靠著研究,改變世界,這是我能想到最浪漫的事了。

台灣傑出女科學家獎邁入第 15 年,台灣萊雅鼓勵女性追求科學夢想,讓科學領域能兩性均衡參與和貢獻。想成為科學家嗎?妳絕對可以!傑出學姊們在這裡跟妳說:YES!:https://towis.loreal.com.tw/Video.php

本文由 台灣萊雅L’Oréal Taiwan 為慶祝「台灣傑出女科學家獎」15周年而規劃,泛科學企劃執行。


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