0

0
0

文字

分享

0
0
0

小鰻苗在茫茫大海千里尋根,如何不迷失方向?--《科學月刊》

科學月刊_96
・2017/07/02 ・2669字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

文/林翰佐|銘傳大學生物科技學系副教授,《科學月刊》總編輯。

現在多數人對鰻魚的主要印象大多來自於香噴噴的鰻魚飯,但在美味可口的背後,鰻魚的一生仍有許多有趣的未解之謎。

一說到鰻魚,第一個是直覺是不是就想到鰻魚飯呢?圖/挪威 企鵝 @ Flickr

鰻魚的迴游

鰻魚與鮭魚是動物界著名的洄游性魚類,兩者的一生都注定了一趟壯遊,不過牠們漂泊的方向則是恰恰相反的。鮭魚的一生開始於淡水河流,體型稍長之後便游入大海,然後在成年之後歷經千辛萬苦回到了出生地,完成傳宗接代的任務之後力竭而亡;鰻魚的生命歷程則是始於大洋的深處,然後所產生的幼苗以浮游狀態回到陸棚的沿岸地區,後溯溪進入溪流,在溪流中渡過數年的成長期,然後再返回海中的產卵場完成傳宗接代的任務。

目前科學家相信,臺灣常見的日本鰻鱺(Anguilla japonica)產卵場在馬里亞納海溝的西緣,位於關島附近的水域,而美洲鰻鱺(Anguilla rostrata)與歐洲鰻鱺(Anguilla anguilla)則以馬尾藻海(Sargasso Sea)為主要的產卵地,著名的百慕達三角洲便位於馬尾藻海的西緣。

追蹤成年鰻魚的研究,沒那麼容易

如果說自然界的鮭魚返鄉是一部壯闊的史詩巨片,那鰻魚的洄游無疑是一部懸疑劇。多年以來,為了獲得鰻魚洄游回到產卵地的確實證據,科學家們運用了許多生態學研究的方式,例如綁上不易損壞的號碼牌與聯絡資料,讓日後捕獲該魚的漁夫得以通報位置的繫放法,到最近因為電子科技的進步得以實現的 GPS 定位與訊號發送的技術。

不過即便如此,這樣的實驗仍然具有相當的難度,例如,即便足以洄游的鰻魚均已成年,它們的體型仍僅約在 3~5 公斤之間,想要在不影響鰻魚洄游狀態下獲得鰻魚位置的資料,需要縮小發報機的體積直到鰻魚可以攜行的標準,並且需要克服鰻魚在深潛狀況下無法進行定位以及訊號發送的問題。

先前的研究也發現,鰻魚洄游過程其實佈滿殺機,以美洲鰻為例,洄游旅程當中會通過鯊魚出沒的區域,讓研究增添更多的挑戰。直到 2016 年,一組加拿大的研究團隊在花費相當的經費與時間後,才成功實現鰻魚洄游的衛星標定技術,成功追蹤一隻美洲鰻鱺回到產卵場──馬尾藻海附近水域,這隻重量約 3 公斤的年輕鰻魚,一共花了45 天的時間,游了近 2400 公里左右的距離。這項實驗驗證了先前科學家們的假設,成年鰻魚的確有能力可以回到產卵地,來達成傳宗接代的任務。

美洲鰻鱺(Anguilla rostrata)。圖/Alan Cressler @ Flickr

小鰻苗的尋根之旅

鰻魚在產卵地產卵的真實狀況目前所知甚少,然而從一些觀察當中仍可以透露出一些端睨,例如從鰻魚苗的捕撈經驗來說,魚苗的出現是成批的,暗示著鰻魚在產卵地的交配行為有同步化的趨勢,成年的鰻魚可能隨著月週期舉行難以想像的巨型派對,然後同時產下數以兆計的鰻魚卵。

鰻魚卵在孵化後會呈現葉子狀的特殊形態,這種我們稱為「柳葉鰻」的幼苗會隨著洋流以蜉蝣狀態進行海上漂流,大約經過數個月的時間從產卵地抵達大陸棚沿岸,此時的鰻魚苗會進化成為透明線型外觀的「玻璃鰻」,這就是漁民於每年東北季風來臨之際在海邊辛勤捕撈的鰻苗。

美洲鰻的幼苗。圖/Kils ,創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0,wikimedia commons.

地磁是鰻魚尋根之旅的關鍵

前述的故事雖然合於邏輯,但有些重要的細節顯然仍缺乏合理的交代。譬如即便洋流是鰻魚幼苗長途旅行的主要疏運工具,不過洋流本身無法進行「戶對戶(door to door)」的服務,在關鍵時刻,還是需要靠自身的力量把自己推向目的地。重點是,鰻魚苗要如何知道「關鍵時刻」的到來。

科學家們提供了許多種版本的假設,其中一種假設認為,鰻魚苗具有地磁的感受能力,並且具有「磁場地圖(magnetic map)」這種源自演化上的記憶,當鰻魚苗感知磁場接近的狀況,就會喚起鰻魚本能地進行某些行為因應。對於脆弱的鰻魚苗而言,擁有磁場地圖的能力顯然是重要的,唯有在對的時間上使盡全力,才能增進族群繁衍的機率。

在近日發表於《當代生物學》(Current biology)的一篇文章當中,一組由美國北卡羅來納大學教堂山分校(Chapel Hill),邁阿密大學與瑞士相關研究機構所組成的跨國研究團隊,嘗試探討鰻魚幼苗是否具有感受地磁的能力,並探討地磁上的細微變化是否影響牠們的游泳行為模式?

這個研究團隊設計了一個相當特別的實驗設施,這個被稱為「競技場(arena)」的裝置是由一個 25 公分直徑的中心圓柱形壓克力盒以及外圍環繞於中間的 12 個小隔間所組成,每一個隔間大約可代表羅盤上的 30 度方位角,中間區與周邊的隔間具有活門供實驗操控。這樣的研究裝置可以在海洋下不同的深度狀態下進行實驗,這些科學家們便坐著海洋研究船,循著歐洲鰻鱺遷徙的路徑,分別選在百慕達三角洲附近海域,大西洋西北部與北部海域,利用這樣的裝置在海面下進行相關的研究。

2017/04/13 發表在《當代生物學》〈A Magnetic Map Leads Juvenile European Eels to the Gulf Stream〉的附圖。A.B.C 和 D 分別是放在不同海域中的「競技場」,從其四周三角形方位大小的比例可以看出,鰻魚在洄游時對於特定方位反應較敏銳。圖/〈A Magnetic Map Leads Juvenile European Eels to the Gulf Stream〉

研究團隊原本的預想是,鰻魚苗是具有地磁感應力的,這個地磁感應能力具有導航上的指標,而讓鰻魚苗能夠朝向目標區前進。然而實驗的結果有些出人意表,科學家們的確發現鰻魚苗似乎具有感地磁變化的特殊能力,在不同地理位置下呈現具有特定方位的游泳行為,不過這些鰻苗的游泳方向跟原本的預期相去甚遠,在方向上近乎轉了180 度,這點讓參與的科學家們不解。

透過海洋數學模式專家的協助,這項謎團終究獲得了解答。透過電腦模擬,科學家們了解,也許這些看似莽撞的行為對魚苗而言反而是個明智的選擇,讓它們具有更高的機會進入到環繞於墨西哥灣後北上的大西洋環流(Atlantic current),讓這些歐洲鰻鱺的幼苗搭上便車,能更快速的到達歐洲。

生命科學的研究其實是需要建立在研究數據的累積,有時候實驗的假設跟後續的結果會有相當的出入,但就是因為如此,從事科學工作才會是有趣而充滿挑戰的工作,也因如此,我們更需敬天畏地,常保謙虛之心。


 

 

 

本文選自《科學月刊》2017 年 6 月號

什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們 47 歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

文章難易度
科學月刊_96
235 篇文章 ・ 2548 位粉絲
非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

0

2
1

文字

分享

0
2
1
「鱸鰻」不是「流氓」魚!它只是喜歡吃「蘆」竹的鰻魚啦!——《一午二紅沙,三鯧四馬鮫》
貓頭鷹出版社_96
・2023/02/28 ・2272字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

流氓惡人的代名詞——「鱸鰻」

「鱸鰻」是台灣溪流的鰻魚,被影射華語為非作歹的「流氓」,所以「大尾鱸鰻」指大流氓,也成為電影片名。其實鱸鰻的本名是「蘆鰻」,在台語發音「鱸鰻」與「流氓」也不相同。

鱸鰻常見於台灣溪流中。圖/《一午二紅沙,三鯧四馬鮫》。

「流氓」一詞原指無業遊民,後來才變成破壞社會秩序的不法分子。在台灣的清、日文獻中,流氓大都指「無業流氓」,例如:「招徠流氓拓田」、「集流氓,墾荒地」、「初有閩、廣流氓冒入番地,屏逐土人」。

我還記得侯孝賢導演以二二八事件為背景的電影《悲情城市》(一九八九年),片中由掌中戲大師李天祿飾演的林家長輩,他以台語稱當時來台灣的上海幫派人物為「流氓」(liû-bâng),而不是「鱸鰻」(lôo-muâ)。

現在教育部《臺灣閩南語常用詞辭典》有「鱸鰻」而沒有「流氓」詞條,但日本時代《臺日大辭典》(一九三一年)兩條都有,「流氓」(liû-bîn)指流離人、流浪人,「鱸鰻」(lô͘-môa)除了指動物,也比喻時常帶凶器向人勒索的惡漢。

由此可見,台灣在日本時代已用「鱸鰻」來比喻惡人了。其實《廈門音新字典》(一九一三年)、《廈英大辭典》(一八七三年)也都有廈門腔白話字羅馬拼音的lô͘-môa詞條,除了指河流的大鰻魚,也比喻不務正業、做壞事的人。

鱸鰻被比喻為惡人,大概與夜行性、大又生猛的掠食習性有關。有趣的是,台語「鱸鰻骨」卻指帶有「鱸鰻性」的人,用來比喻懶惰、整天無所事事的人,因為據說鱸鰻在白天就是一副無精打采的樣子。 

現在台灣人對這種溪中大鰻的名字,根據的是《臺日大辭典》使用的漢字「鱸鰻」。戰後,因台語「鱸鰻」與華語「流氓」(ㄌㄧㄡˊ ㄇㄤˊ)諧音,才讓人誤以為台語的「鱸鰻」與「流氓」同音同義。其實,從鱸鰻在清代台灣和福建方志的稱呼「蘆鰻」,才能看出命名的由來。

蘆鰻常被影射為流氓。圖/envatoelements

鱸鰻的「鱸」是喜歡吃蘆竹的「蘆」啦!

•《諸羅縣志》(一七一七年):「鰻有烏、白二種,烏者為上。又溪有蘆鰻,赤黑色,大者十餘觔(斤),以食蘆芽,故名。」

•《淡水廳志》(一八七一年):「蘆鰻,近內山溪澗甚多,天寒出遊澗邊,食蘆竹心。」

•泉州《晉江縣志》:「蘆鰻,大如升,長四五尺,能陸行,食蘆筍。」

•日本時代台灣文人連橫《臺灣通史》:「鰻,鹹水亦有。別有蘆鰻,產內山溪中,專食蘆茅,徑大及尺,重至數十斤,力強味美。」

上述文獻提到蘆鰻會吃蘆竹心、蘆芽、蘆筍、蘆茅,指的都是蘆竹的嫩芽。蘆竹並不是竹,而是台灣原生蘆葦屬(Phragmites)植物,分布在內陸溪邊。

蘆鰻身體有黏液,可暫時離開水裡爬到陸地,牠除了吃水裡的魚蝦,也吃岸邊的青蛙,甚至路過的小雞小鴨,尤其還會吃蘆竹的嫩芽。這是牠給人最特別的印象,也是此鰻以「蘆」為名的由來。

台灣原生地蘆竹屬,常長於溪流邊。圖/wikipedia

今天,台灣還有「鱸鰻」的地名,例如新北市石碇區、花蓮縣玉里鎮的「鱸鰻潭」。臺灣二○二二年十月上映、以臺東縣綠島鄉白色恐怖時期為歷史背景的電影《流麻溝十五號》,「流麻溝」是地名,其舊名是諧音的「鱸鰻溝」。

台灣溪流有兩種鰻,一是「鱸鰻」,一是「白鰻」,這兩種鰻都在溪中成長,但會游到海裡產卵。

流麻溝是綠島最長的溪流,當地民生取水之處,在電影中可見被管訓的女思想犯來此挑水。此溪以盛產鱸鰻而得名,後來被雅化或誤寫。

鱺魚和鰻魚的合體——「鰻曬」?

台灣清代方志又說:「蘆鰻謂之鰻鱺,魚腹白,有舌無鱗,背有肉鬣連尾,生泥中。」「鰻鱺有雄無雌,以影鰻鱧生子。」「以影鰻於鱧魚,則其子皆附鱧之鬐鬣而生,故謂之鰻鱺也」。

鱧魚就是台語所說的「鱺魚」,也寫成「雷魚」。「鱺」是「鱧」的異體字,「鰻鱺」就是鰻與鱺的合體。

怎麼說呢?古人對蘆鰻認識不多,產生神祕感,尤其從沒看過蘆鰻在溪河中產卵,不知蘆鰻雖生活在淡水中,卻會游到海裡產卵,所以傳說蘆鰻游過鱧魚,鱧魚背鰭的小鬚就會化為鰻苗,故稱「鰻鱺」。

台灣有一首台語童歌:「西北雨直直落,鯽仔魚欲娶某,鮕鮘兄拍鑼鼓,媒人婆仔土虱嫂。」台灣山上溪流早年常見鮕鮘和鱸鰻,所以說:「水底出鮕鮘,石孔出鱸鰻。」

根據中研院《臺灣魚類資料庫》,鱸鰻是「鰻鱺科」的「花鰻鱺」,又稱花鰻、黑鰻、烏耳鰻、土龍等。鱸鰻在河流中可活十多年以上,最大體長達兩百公分,所以曾有新聞報導有人捕獲比人高的鱸鰻。

台灣淡水鰻魚另一種體型較小的「日本鰻鱺」,又稱白鰻、正鰻、日本鰻等,常用來加工製作「蒲燒鰻」。

鱸鰻在台灣曾被列為保育類物種,但已在二〇〇九年解除。由於台灣民間視鱸鰻為補品,常以中藥燉煮,所以後來發展了鱸鰻養殖。

——本文摘自《一午二紅沙,三鯧四馬鮫》,2023 年 2 月,貓頭鷹出版,未經同意請勿轉載。

貓頭鷹出版社_96
56 篇文章 ・ 23 位粉絲
貓頭鷹自 1992 年創立,初期以單卷式主題工具書為出版重心,逐步成為各類知識的展演舞台,尤其著力於科學科技、歷史人文與整理台灣物種等非虛構主題。以下分四項簡介:一、引介國際知名經典作品如西蒙.德.波娃《第二性》(法文譯家邱瑞鑾全文翻譯)、達爾文傳世經典《物種源始》、國際科技趨勢大師KK凱文.凱利《科技想要什麼》《必然》與《釋控》、法國史學大師巴森《從黎明到衰頹》、瑞典漢學家林西莉《漢字的故事》等。二、開發優秀中文創作品如腦科學家謝伯讓《大腦簡史》、羅一鈞《心之谷》、張隆志組織新生代未來史家撰寫《跨越世紀的信號》大系、婦運先驅顧燕翎《女性主義經典選讀》、翁佳音暨曹銘宗合著《吃的台灣史》等。三、也售出版權及翻譯稿至全世界。四、同時長期投入資源整理台灣物種,並以圖鑑形式陸續出版,如《台灣原生植物全圖鑑》計八卷九巨冊、《台灣蛇類圖鑑》、《台灣行道樹圖鑑》等,叫好又叫座。冀望讀者在愉悅中閱讀並感受知識的美好是貓頭鷹永續經營的宗旨。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
小鰻苗在茫茫大海千里尋根,如何不迷失方向?--《科學月刊》
科學月刊_96
・2017/07/02 ・2669字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

文/林翰佐|銘傳大學生物科技學系副教授,《科學月刊》總編輯。

現在多數人對鰻魚的主要印象大多來自於香噴噴的鰻魚飯,但在美味可口的背後,鰻魚的一生仍有許多有趣的未解之謎。

一說到鰻魚,第一個是直覺是不是就想到鰻魚飯呢?圖/挪威 企鵝 @ Flickr

鰻魚的迴游

鰻魚與鮭魚是動物界著名的洄游性魚類,兩者的一生都注定了一趟壯遊,不過牠們漂泊的方向則是恰恰相反的。鮭魚的一生開始於淡水河流,體型稍長之後便游入大海,然後在成年之後歷經千辛萬苦回到了出生地,完成傳宗接代的任務之後力竭而亡;鰻魚的生命歷程則是始於大洋的深處,然後所產生的幼苗以浮游狀態回到陸棚的沿岸地區,後溯溪進入溪流,在溪流中渡過數年的成長期,然後再返回海中的產卵場完成傳宗接代的任務。

目前科學家相信,臺灣常見的日本鰻鱺(Anguilla japonica)產卵場在馬里亞納海溝的西緣,位於關島附近的水域,而美洲鰻鱺(Anguilla rostrata)與歐洲鰻鱺(Anguilla anguilla)則以馬尾藻海(Sargasso Sea)為主要的產卵地,著名的百慕達三角洲便位於馬尾藻海的西緣。

追蹤成年鰻魚的研究,沒那麼容易

如果說自然界的鮭魚返鄉是一部壯闊的史詩巨片,那鰻魚的洄游無疑是一部懸疑劇。多年以來,為了獲得鰻魚洄游回到產卵地的確實證據,科學家們運用了許多生態學研究的方式,例如綁上不易損壞的號碼牌與聯絡資料,讓日後捕獲該魚的漁夫得以通報位置的繫放法,到最近因為電子科技的進步得以實現的 GPS 定位與訊號發送的技術。

不過即便如此,這樣的實驗仍然具有相當的難度,例如,即便足以洄游的鰻魚均已成年,它們的體型仍僅約在 3~5 公斤之間,想要在不影響鰻魚洄游狀態下獲得鰻魚位置的資料,需要縮小發報機的體積直到鰻魚可以攜行的標準,並且需要克服鰻魚在深潛狀況下無法進行定位以及訊號發送的問題。

先前的研究也發現,鰻魚洄游過程其實佈滿殺機,以美洲鰻為例,洄游旅程當中會通過鯊魚出沒的區域,讓研究增添更多的挑戰。直到 2016 年,一組加拿大的研究團隊在花費相當的經費與時間後,才成功實現鰻魚洄游的衛星標定技術,成功追蹤一隻美洲鰻鱺回到產卵場──馬尾藻海附近水域,這隻重量約 3 公斤的年輕鰻魚,一共花了45 天的時間,游了近 2400 公里左右的距離。這項實驗驗證了先前科學家們的假設,成年鰻魚的確有能力可以回到產卵地,來達成傳宗接代的任務。

美洲鰻鱺(Anguilla rostrata)。圖/Alan Cressler @ Flickr

小鰻苗的尋根之旅

鰻魚在產卵地產卵的真實狀況目前所知甚少,然而從一些觀察當中仍可以透露出一些端睨,例如從鰻魚苗的捕撈經驗來說,魚苗的出現是成批的,暗示著鰻魚在產卵地的交配行為有同步化的趨勢,成年的鰻魚可能隨著月週期舉行難以想像的巨型派對,然後同時產下數以兆計的鰻魚卵。

鰻魚卵在孵化後會呈現葉子狀的特殊形態,這種我們稱為「柳葉鰻」的幼苗會隨著洋流以蜉蝣狀態進行海上漂流,大約經過數個月的時間從產卵地抵達大陸棚沿岸,此時的鰻魚苗會進化成為透明線型外觀的「玻璃鰻」,這就是漁民於每年東北季風來臨之際在海邊辛勤捕撈的鰻苗。

美洲鰻的幼苗。圖/Kils ,創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0,wikimedia commons.

地磁是鰻魚尋根之旅的關鍵

前述的故事雖然合於邏輯,但有些重要的細節顯然仍缺乏合理的交代。譬如即便洋流是鰻魚幼苗長途旅行的主要疏運工具,不過洋流本身無法進行「戶對戶(door to door)」的服務,在關鍵時刻,還是需要靠自身的力量把自己推向目的地。重點是,鰻魚苗要如何知道「關鍵時刻」的到來。

科學家們提供了許多種版本的假設,其中一種假設認為,鰻魚苗具有地磁的感受能力,並且具有「磁場地圖(magnetic map)」這種源自演化上的記憶,當鰻魚苗感知磁場接近的狀況,就會喚起鰻魚本能地進行某些行為因應。對於脆弱的鰻魚苗而言,擁有磁場地圖的能力顯然是重要的,唯有在對的時間上使盡全力,才能增進族群繁衍的機率。

在近日發表於《當代生物學》(Current biology)的一篇文章當中,一組由美國北卡羅來納大學教堂山分校(Chapel Hill),邁阿密大學與瑞士相關研究機構所組成的跨國研究團隊,嘗試探討鰻魚幼苗是否具有感受地磁的能力,並探討地磁上的細微變化是否影響牠們的游泳行為模式?

這個研究團隊設計了一個相當特別的實驗設施,這個被稱為「競技場(arena)」的裝置是由一個 25 公分直徑的中心圓柱形壓克力盒以及外圍環繞於中間的 12 個小隔間所組成,每一個隔間大約可代表羅盤上的 30 度方位角,中間區與周邊的隔間具有活門供實驗操控。這樣的研究裝置可以在海洋下不同的深度狀態下進行實驗,這些科學家們便坐著海洋研究船,循著歐洲鰻鱺遷徙的路徑,分別選在百慕達三角洲附近海域,大西洋西北部與北部海域,利用這樣的裝置在海面下進行相關的研究。

2017/04/13 發表在《當代生物學》〈A Magnetic Map Leads Juvenile European Eels to the Gulf Stream〉的附圖。A.B.C 和 D 分別是放在不同海域中的「競技場」,從其四周三角形方位大小的比例可以看出,鰻魚在洄游時對於特定方位反應較敏銳。圖/〈A Magnetic Map Leads Juvenile European Eels to the Gulf Stream〉

研究團隊原本的預想是,鰻魚苗是具有地磁感應力的,這個地磁感應能力具有導航上的指標,而讓鰻魚苗能夠朝向目標區前進。然而實驗的結果有些出人意表,科學家們的確發現鰻魚苗似乎具有感地磁變化的特殊能力,在不同地理位置下呈現具有特定方位的游泳行為,不過這些鰻苗的游泳方向跟原本的預期相去甚遠,在方向上近乎轉了180 度,這點讓參與的科學家們不解。

透過海洋數學模式專家的協助,這項謎團終究獲得了解答。透過電腦模擬,科學家們了解,也許這些看似莽撞的行為對魚苗而言反而是個明智的選擇,讓它們具有更高的機會進入到環繞於墨西哥灣後北上的大西洋環流(Atlantic current),讓這些歐洲鰻鱺的幼苗搭上便車,能更快速的到達歐洲。

生命科學的研究其實是需要建立在研究數據的累積,有時候實驗的假設跟後續的結果會有相當的出入,但就是因為如此,從事科學工作才會是有趣而充滿挑戰的工作,也因如此,我們更需敬天畏地,常保謙虛之心。


 

 

 

本文選自《科學月刊》2017 年 6 月號

什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們 47 歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

文章難易度
科學月刊_96
235 篇文章 ・ 2548 位粉絲
非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
海邊戲水要小心!一次帶你認識刺毒魚類,與被刺傷後的自救方法
自然保育季刊_96
・2022/07/20 ・4724字 ・閱讀時間約 9 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

刺毒魚類是什麼?有刺的魚 ≠ 刺毒魚類

海洋是生命的發源地,其環境複雜多樣,孕育出多種多樣的海洋生物。在漫長的演化過程魚類發展出多樣適應環境的機制,包括物理性、化學性及生物性的調適,其中刺毒(venoms)屬於較為複雜的化學性防禦機制。

然而具有尖刺的魚類就等於是刺毒魚類嗎?答案是「否」的。

刺毒魚類的硬棘上附有毒腺,除了能為掠食者帶來物理性(刺傷)傷害以外,並會造成化學性(毒液)的二次傷害,毒腺所分泌的毒液會使傷口產生更為強烈的疼痛感,是一種特殊的防禦機制。

可能比你想像中多:世界上的刺毒魚類有多少?

全世界的魚類約有 30,000 多種,曾被報導過的刺毒魚類約有 2,500 多種(表 1),約占所有魚類的 8%,其主要可分為四大類,分別為:

(一)軟骨魚類中的銀鮫目(Chimaeriformes)、異齒鯊科(Heterodontidae)、角鯊科(Squalidae)

(二)軟骨魚類中的燕魟亞目(Myliobatoidei)

(三)硬骨魚類中的鯰形目(Siluriformes)

(四)硬骨魚類中的鰭棘魚類(Acanthomorphs)(Smith and Wheeler 2006;邵廣昭 2021)。

表 1 各類群刺毒魚類種類數量及毒刺部位。表/自然保育季刊

第一類刺毒軟骨魚類的毒刺主要分布於背鰭上,數量 1 至 2 根。

第二類魟類,現生種類約 200 多種,毒刺分布於尾柄上(Nelson et al. 2016),當其尾柄上的毒刺擊中掠食者後,毒液會經由外皮鞘(integumentary sheath)的破壞而全數釋出(Fenner 2004)。著名的電視節目主持人鱷魚先生 Steve Irwin 就是被大型魟類尾部的毒刺傷及心臟而喪命的。

黑線銀鮫(Chimaera phantasma)。箭頭標示處為其毒刺。圖/自然保育季刊

第三類鯰形目魚類,大多為淡水種類,其中有毒的種類大約為 1,500 種,毒刺分布於胸鰭及背鰭(Wright 2009),其毒刺外緣具鋸齒(圖 1A)。

鯰形目魚類在美洲具較高的多樣性,占所有種類的 60%(Nelson 2006)。臺灣產12種,淡水的種類有鈍頭鮠科(Amblycipitidae)1 種、鯰科(Siluridae)1 種、鬍鯰科(Clariidae)2 種、鱨科(Bagridae)2 種,鱨科的種類因背鰭(1 根毒刺)、胸鰭(2 根毒刺)具毒刺,故俗稱為三角姑;

海水的種類有鰻鯰科(Plotosidae)1 種,及海鯰科(Ariidae)5 種,兩者的俗稱分別為沙毛及成仔丁,毒刺的位置與鱨科一致。

圖 1 刺毒魚類毒刺形態之一。圖/自然保育季刊

A. 線紋鰻鯰(Plotosus lineatus)胸鰭硬棘。 B. 瞻星魚(Uranoscopus sp.)匙骨上的棘。C. 褐臭肚魚(Siganus fuscescens)背鰭硬棘。 D. 托爾逆鈎鰺(Scomberoides tol)背鰭硬棘。縮寫:gr,groove 溝槽。

第四類鰭棘魚類,由六個類群所組成,分別為蟾魚目(Batrachoidiformes)、鮋亞目(Scorpaenoidei)、刺尾魚亞目(Acanthuroidei)、䲁亞目(Blennioidei)、逆溝鰺亞科(Scomeroidinae)及鱷亞目(Trachinoidei),雖然僅有 585 至 650 種,但相對於前面的三個大類群,毒刺的形態則顯得更為多樣化,毒腺可發現於牙齒、主鰓蓋骨(opercle)、匙骨(cleithrum) (圖 1B)、背鰭、腹鰭和臀鰭多個部位(Smith and Wheeler 2006)。

圖 2 刺毒魚類毒刺形態之二。圖/自然保育季刊

A. 中華鬼鮋(Inimicus sinensis )背鰭硬棘。 B. 魔鬼簑鮋(Pterois volitans )背鰭硬棘。C. 眉鬚鱗頭鮋(Sebastapistes strongia)背鰭硬棘。 D. 眉鬚鱗頭鮋頭部的棘。縮寫:gr, groove 溝槽;vg, venom gland 毒腺。

雙斑櫛齒刺尾鯛(Ctenochaetus binotatus)。圖/自然保育季刊

臺語有云:「一魟、二虎、三沙毛」

在海岸活動頻繁的臺灣,亦不乏關於刺毒魚類的諺語:一魟、二虎、三沙毛、四斑五、五象耳、六倒吊,或者是四臭肚、五變身苦;四變身苦、五成仔丁。

不管何種版本,「魟、虎、沙毛」均是刺毒危險程度的前三名。

線紋刺尾鯛(Acanthurus lineatus)。圖/自然保育季刊
線紋鰻鯰(Plotosus lineatus)。箭頭標示處為其毒刺。圖/自然保育季刊

諺語中的,是泛指所有尾部具有毒刺結構的燕魟亞目魚類,身體呈圓盤形,大部分種類尾巴為細長的鞭狀,依不同種類尾部毒刺的數量可達 2 根或以上,大部分漁民在捕獲後,均會把尾部的毒刺去除。多數的魟類為底棲性魚類,部分種類更具潛藏於沙中的習性,因此在沙灘嬉水遊玩時,須多加注意腳下情況以免誤踩而被其刺傷。

沙毛指的是線紋鰻鯰(Plotosus lineatus),廣泛分布於臺灣沿海並常被釣獲,其體表光滑無鱗不易被抓住,故處理時須多加注意以免被刺傷;其幼魚常成聚集成群,被稱為鯰球。

黑帶稀棘䲁(Meiacanthus grammiste)。其毒腺位於下頜兩顆大型犬齒中。圖/自然保育季刊

二虎:多樣性豐富的刺毒魚類大家族

虎魚泛指臺灣產鮋亞目(Scorpaenoidei)的種類,其英文俗名有 scorpionfishes、stonefishes 、 waspfishes 等,有關 scorpionfishes 名稱的由來,或許命名者對其毒刺如蝎子螫到的觸感有著很深刻的體會。

除了虎魚這俗名外,石狗公、石頭魚亦為牠們常見的中文俗稱,因其偽裝(camouflage,一些種類會利用特化的皮瓣偽裝成礁石及表面的生物)或保護色,致使體態、體色與棲地環境極為相似而得名。

該類群是著名且危險的刺毒魚類,毒刺十分發達(圖 2),雖然鮋亞目魚類的頭部具有不少的棘(圖 2D),但具毒腺的部位僅為背鰭、腹鰭及臀鰭之硬棘(圖 2A-C) (Nelson et al. 2016),為海洋刺毒魚類的最大宗(Low et al. 1993;Church and Hodgson 2002;Vetrano et al. 2002;Fenner 2004),臺灣大約有 42 屬 100種(邵廣昭 2021)。

多數種類為底棲性魚類,棲息於沿海岩礁地形,行動緩慢並常靜止於礁石上,即使靠近之亦不動如山,其體色與環境十分相似不易被察覺,因此在潮間帶或岩礁海岸活動時,稍一不慎則有可能誤踩而遭其刺傷。目前被刺傷的個案僅國外有報導,被刺傷者大部分為漁業從事人員(Haddad et al. 2003),臺灣雖暫無相關學術文章報導,但大部分地區的海洋活動亦相對頻繁,相信有不少被刺傷的個案。

金圓鱗鮋(Parascorpaena aurita)。鮋科魚類多具備良好的偽裝能力,其體色與周遭環境融為一體。圖/自然保育季刊

鮋亞目魚類毒素均為蛋白質(Kiriake et al. 2013),結構並不穩定,遇熱後因蛋白質變性而失去毒性(伍漢霖 2006),亦有研究顯示斑點鮋(Scorpaena guttata)的毒素在 50°C 的條件下處理,短期內即失去活性(Schaeffer et al. 1971),表示魚肉在加熱煮熟後可食用。

俗稱獅子魚(Lionfish, Turkeyfish)的危險刺毒魚類亦同屬於鮋亞目家族的成員(簑鮋類 Pteroini),但與石狗公、石頭魚的不同之處在於其十分花枝招展的外觀,平常毫不躲藏、並徐徐地遊弋於礁石間。

因其華麗的外觀而常見於觀賞魚市場,亦因此經由水族觀賞魚途徑被棄養放生(Hamner et al. 2007;Betancur et al. 2011;Johnson et al. 2016),魔鬼簑鮋(Pterois volitans)自 1980 年起現踪於佛羅里達(Florida) (Freshwater et al. 2009),延長及發達的毒刺使其在當地幾乎沒有天敵,並逐漸擴張遍布整個大西洋西岸形成穩定的族群(Betancur et al. 2011;Ferreira et al. 2015;Johnson et al. 2016),而其驚人的食量對當地魚類族群造成極大的威脅,與另一種獅子魚—斑鰭簑鮋(P. miles)為知名的入侵物種。

毒擬鮋(Scorpaenopsis diabolus)。具備良好偽裝能力的鮋科魚類之一,喜靜止於礁石上伺機捕食路過之獵物。圖/自然保育季刊

毒刺的部位、結構及釋出毒液的機制

刺毒魚類的毒刺結構可發現於胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭、尾柄、牙齒、主鰓蓋骨、肩帶上的匙骨等部位。大部分毒刺均由硬棘(spine)、溝槽(groove)及毒腺(venom gland)所組成。刺毒魚類這類用毒動物不同於河魨,其毒素由自體產生(河魨毒素由食物累積於體內),經毒腺分泌,藉由硬棘導引或注射到防禦對象身上(Bulaj et al. 2003;Fenner 2004;Smith and Wheeler 2006)。

毒腺附著於硬棘上,硬棘具溝槽。毒液的釋放是一種被動形式,並不能主動發射,當毒腺受壓迫時,毒液釋出並沿著溝槽導流至防禦對象的傷口上。被刺後傷口附近立刻產生劇烈疼痛感,隨後延伸擴散,會伴隨噁心、嘔吐、呼吸困難等症狀(伍漢霖 2006)。疼痛感可持續數小時之久,過敏體質者更會休克、甚至死亡。

波氏擬鮋(Scorpaenopsis possi)。具備良好偽裝能力的鮋科魚類之一,體表具備海藻狀之皮瓣。圖/自然保育季刊

如何預防刺傷,刺傷後應該如何處理?

刺毒魚類並不會主動利用毒刺進行攻擊,因此進行海岸活動或沿海作業時,應注意隨時週遭環境並穿戴相關保護措施(如手套、涉水鞋等)避免身體裸露、降低被刺傷的機會;若在必要情況下須接觸具尖刺且種類不明的魚類時,應避免徒手直接捕捉並藉由工具謹慎處理之。

刺毒魚類另一個對人類造成危害的地方,在於其造成的傷口可能會因為細菌感染而產生二次傷害,嚴重者會導致局部組織壞死、敗血症,甚至感染創傷弧菌(Vibrio vulnificus),而創傷弧菌感染後惡化快速,其所引致的併發症通常具較高的死亡率。

輻紋簑鮋(Pterois radiata)。獅子魚在遭遇威脅時,胸鰭及背鰭會展開,並以腹部朝著礁石、背部朝外的方式抵禦掠食者。圖/自然保育季刊

刺毒魚類的毒性依種類及釋放量而有所不同,而毒素主要為蛋白質,其結構不穩定,易受熱、酸鹼所破壞而失去毒性。遭刺傷後應盡快移除毒刺,在適當的條件下擠出毒液,使用熱、酸、鹼條件處理傷口,破壞毒素的活性,並做好傷口的清潔及消毒的工作,防止細菌的感染。

刺毒魚類所造成的傷害反應因人而異,經過現場初步處理後,應盡早送醫處理。

野外活動時要注意

刺毒魚類約占所有魚類的 8%。牠們形態多樣,彼此並非姐妹群關係,亦即起源於多個祖先,換言之,刺毒機制是多次獨立演化出來的,刺毒魚類一共可分為四個大類群,軟骨魚和硬骨魚各占兩大類,包括軟骨魚中的:(一)銀鮫目、異齒鯊科、角鯊科,(二)燕魟亞目;以及硬骨魚類中的(三)鯰形目,(四)鰭棘魚類。毒刺結構可發現於多個部位,如胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭、尾柄、牙齒、主鰓蓋骨、肩帶上的匙骨等。

因為臺灣為海島地形,海岸線曲折漫長,周邊海域均有刺毒魚類的分布,民眾於海域進行經濟或休閒活動時均有機會接觸到刺毒魚類。雖然刺毒多為被動的防禦機制,並不是主動攻擊的手段,但部分刺毒魚類具備十分良好的偽裝能力,在靜止的狀態下難以被察覺,因此在野外活動時應隨時注意周遭環境是否存在刺毒魚類,並穿戴相關防護衣物、鞋子,避免誤觸而受傷,增加海域活動的安全性。

若不幸被刺毒魚類刺傷,在現場進行緊急處理後,應盡早求醫,以策安全。

斑馬短鰭簑鮋(Dendrochirus zebra)。胸鰭內側顏色鮮艷,具警戒作用。圖/自然保育季刊
自然保育季刊_96
15 篇文章 ・ 11 位粉絲
自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

0

4
3

文字

分享

0
4
3
勸你別碰!認識可愛又致命的「菟葵」
Evelyn 食品技師_96
・2022/06/25 ・3139字 ・閱讀時間約 6 分鐘

到海邊戲水時,不知大家是否曾注意過,海水漲退潮之間的潮間帶,可能會出現一朵朵黃綠、青褐或帶些紫色,像小菊花般的生物?只要輕輕一碰,牠的觸手就會迅速縮起,所以也被稱作「海中的含羞草」。 

這個生物的名字叫做菟葵 (zoanthid) ,俗稱「鈕扣珊瑚」,是介於珊瑚與海葵的生物[1]。因爲具有美麗的色彩,故常被用來作為水族箱的裝飾;但其實菟葵並不如牠的外表和別稱這麼可愛,反而暗藏著能致命的劇毒!

==密集恐懼症警告!】==

==【會害怕的大家趕緊撤離!】==

外表可愛 (?), 實則暗藏劇毒的菟葵。 圖/wikimedia

神秘的外表下隱藏劇毒?!

菟葵泛指所有「群體海葵目」的生物,故又稱群體海葵;其下游物種繁多,主要分布於熱帶及亞熱帶海域。牠們的體內的共生藻類除了可提供宿主能量之外,也使得牠們體表色彩豐富多變[2, 3]

不過菟葵並不像珊瑚,擁有分泌堅硬石灰質骨骼的能力,所以為了保護自身組織,菟葵會在其所附著的地方分泌黏液,這些黏液會隨著時間變硬,形成幾丁質外殼,以作為替代骨骼[2, 3]

菟葵單體含有一個直徑約 10 毫米的開口,為平滑且寬大的口盤,外圍處有兩圈短小觸手,並透過共肉組織 (coenenchyme) 聚集在一起[3]

這些觸手一經碰觸就會像含羞草似地收縮,埋入共肉組織裡,因此常引起前來潮間帶戲水的遊客或潛水員的好奇觸摸,但部份的菟葵含有「菟葵毒 (palytoxin; PLTX)」,很容易就不小心引起中毒[4]

瘤狀菟葵 (Palythoa tuberculosa)。圖 / 參考資料 4、6

中毒的後果不堪設想

摸到菟葵而中毒到底會有多嚴重呢?

2008 年德國 1 名男子於家中清理水族箱時,手指不慎碰觸到菟葵後,感到四肢無力、肌肉疼痛、顫抖,隨後出現暈眩及言語障礙等症狀,經治療 4 星期後才完全康復[3]

除了直接觸摸之外,菟葵毒素也會經由食物鏈,蓄積於高階生物體當中,所以會食用菟葵或藻類的生物,如螃蟹、河魨或其他魚類等,體內都有可能蓄積毒素。在臺灣,就發生過多起人類食用水產品所造成的中毒案例[2]

臺灣最嚴重的中毒案例發生於 2011 年,臺東縣 1 位漁民捕獲俗稱青鱗仔的小沙丁魚,分送給親友們食用,結果有 2 人食用後感到舌頭麻痺,出現嘔吐、胸痛及全身刺痛等中毒症狀,其中 1 人死亡[3]

台東曾出現食用青鱗仔後,出現菟葵毒素中毒的案例。圖/Totti,

還有 2000 年,臺灣 1 名歲男子食用 3 尾米點箱魨 (Ostracion meleagris) 後感到不適、冒汗和呼吸困難,送醫後出現呼吸衰竭、血壓下降且心律不整等症狀,經醫院緊急治療後,心臟功能才恢復正常。但由於橫紋肌溶解症,導致急性腎衰竭、寡尿症狀持續 20 天之久,一個月後才康復出院[3]

塗在矛上的劇毒

這麼可怕的毒素,被研究者發現的時間其實並不長,約 40 年左右而已。

當初發現的由來,是源自於夏威夷 Muolea 地區,當地湖泊裡,生長著擁有劇毒的藻類,原住民會採集該毒藻塗抹於矛上製成毒矛,其毒性足以使獵物致命。後來經過許多學者前往採樣進行調查,1971 年終於成功純化出毒素,確認為——菟葵毒[5]

之後學者陸續發現,菟葵毒存在於許多生物體內,例如 Palythoa 屬及 Zoanthus 屬之菟葵及 Ostreopsis 屬的渦鞭毛藻皆有,與菟葵生活區鄰近的海洋生物,如海星、軟珊瑚或多毛蟲等,體內亦有發現菟葵毒[3]

不過有研究指出,從菟葵 (Palythoa caribaeorum) 分離出的細菌裡,發現具有類似菟葵毒之溶血活性。此外,也有學者從其他種細菌中分離出菟葵毒,所以大家推測,細菌也可能是菟葵的毒素來源[3]

日本沖繩本島東北海岸聚集許多瘤狀菟葵。圖 / 參考資料 6

菟葵毒分子結構龐大又複雜,比河魨毒更毒

菟葵毒為無色、易吸濕之非結晶性固體,外觀沒有固定形狀,為水溶性,具耐熱性。

其化學式為 C129H223N3O54,分子量為 2680.13 Da,結構複雜且分子量龐大,並存在著許多異構體以及結構類似物[註 1]

菟葵毒分子結構及其結構類似物。圖 / 參考資料 7

而在毒理學中,半數致死劑量 (lethal dosage 50%; LD50) 是描述有毒物質的常用指標之一,意為動物實驗中,能致使實驗動物產生百分之五十比例之死亡所需要化學物質之劑量。通常毒素給予實驗動物的方式,分為口服、靜脈注射和腹腔注射,不同的給予方式,毒性亦略有差異。

那麼菟葵毒的毒性到底有多強?其實它在非蛋白質類的生物毒中是最強的,就小鼠腹腔注射之 LD50 來看,為 0.15~0.72 μg/kg (體重)[3],大約是河魨毒素 (tetrodotoxin) 之 20~80 倍[註 2],毒性強度遠高於之前筆者所介紹過的麻痺性貝毒及河魨毒。

延伸閱讀

《在海產店吃盤「塔香西施舌」然後就死掉了?——來認識致命的「麻痺性貝毒」》
《推理系動畫毒殺利器!——認識致命的「河魨毒」》

不知道的海洋生物不要摸也不要吃

令人眼花撩亂的菟葵毒及其各類似物,毒性雖略有差異,但致毒機制大致相同。

身為神經毒素的菟葵毒,其引起中毒主要的症狀為發燒、噁心、嘔吐、呼吸困難、心律不整,或橫紋肌溶解所造成之肌肉疼痛,亦會引發其它藥理反應,如骨骼肌、平滑肌和心肌的收縮,及血小板的聚集等[2, 3]

菟葵毒的毒性不但猛烈,菟葵本身分佈的地區也不算少數——太平洋地區、西印度群島、牙買加、波多黎各及巴哈馬,以及臺灣的東北角、墾丁與綠島,均有出現的記錄[2]

此外,菟葵毒的研究歷史,不如麻痺性貝毒、河魨毒來得悠久,還有許多未知的地方。故呼籲大家,在進行夏日戲水活動時,請不要隨意觸摸不知名的海洋生物,也不要食用自行捕撈或來路不明的水產品,以避免菟葵毒中毒。

註解

  1. 結構類似物 (structural analog),是指一系列的化合物在主結構上大致相同,但部分結構會有一個或多個原子、官能基或子結構不同,造成它們之間的化學特性不太一樣。
  2. 河魨毒素 (tetrodotoxin) 之腹腔注射之 LD50 是 12.5~16 μg/kg (體重)[8]

參考資料

  1. 鄭源斌,2021。美麗菟葵 新藥寶庫?。科學人,230: 12。
  2. 吳尚宜,2017。基隆產珊瑚菟葵種屬的基因鑑定及其毒素對細胞毒性之探討。國立台灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。
  3. 葉子寧,2018。基隆產菟葵 Palythoa tuberculosa 之季節毒性分析及菟葵毒萃取液之細胞毒性探討。國立台灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。
  4. 社團法人台灣環境資訊協會,2016。海中的有毒含羞草—菟葵。台灣珊瑚礁體檢志工快訊。
  5. Moore, R. E. and Scheuer, P. J. 1971. Palytoxin: a new marine toxin from a coelenterate. Science 172: 3982 495-498.
  6. Aratake, S., Taira, Y., Fujii, T., Roy, M. C., Reimer, J. D., Yamazaki, T. and Jenke-Kodama, H. 2016. Distribution of palytoxin in coral reef organisms living in close proximity to an aggregation of Palythoa tuberculosa. Toxicon 111 86-90.
  7. Pelin, M., Brovedani, V., Sosa, S. and Tubaro, A. 2016. Palytoxin-containing aquarium soft corals as an emerging sanitary problem. Marine drugs 14: 2 33.
  8. Abal, P., Louzao, M. C., Antelo, A., Alvarez, M., Cagide, E., Vilariño, N., Vieytes M. R. and Botana, L. M. 2017. Acute oral toxicity of tetrodotoxin in mice: Determination of lethal dose 50 (LD50) and no observed adverse effect level (NOAEL). Toxins 9: 3 75.
Evelyn 食品技師_96
19 篇文章 ・ 15 位粉絲
一名食品技師兼研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確知識!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁喔!https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421