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溫馴海龜是生物界活化石 和恐龍同時期

人間福報_96
・2012/07/11 ・1711字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

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文/羅智華

位於南美的厄瓜多加拉巴哥斯國家公園,之前在官網上宣布,國際知名的百歲象龜「寂寞喬治」被國家公園人員發現牠氣絕身亡,正式與大家告別,消息傳出後,不但令人感到遺憾,世界上物種也因此少了一種。而「寂寞喬治」的死訊,也讓人再度重視生態物種的保育議題。

圖片來源:維基百科(http://0rz.tw/1FXxB)

長年以來,台灣習俗普遍認為烏龜有象徵長壽的吉祥之意,因此民間信仰中,我們常可看到長輩或宮廟常用紅龜粿、麵龜來祭拜神明、討吉利。事實上,龜不只長壽,更是生物界中的「活化石」!

研究爬蟲生態長達二十年、台灣海洋大學海洋生物研究所教授程一駿以海龜為例,最早出現的年代可追溯至 2 億年前的三迭紀,幾乎和恐龍同時出現在地球上,但相較恐龍的大滅絕,個性溫馴的牠們卻是直到現在都還活得好好的。

程一駿表示,海龜由淡水龜演化而來,雖然牠們無法像水龜那樣可以將四肢與頭部自由縮進龜殼,成為名副其實的「縮頭烏龜」,但海龜卻是海中的「游泳高手」,游泳時速甚至不輸給小型漁船。程一駿解釋,這是因為海龜的前鰭比較長,揮動起來就如同船槳一樣,有利於撥動海水,讓牠們可以在大海中自在優游。

有趣的是,雖然海龜和淡水龜外型有所不同,但海龜仍保留淡水龜上岸產卵的習性;程一駿說,對成年海龜而言,「傳宗接代」是一件耗費體力的事,要從汪洋大海返回陸上出生地進行交配與繁殖更是一段漫長旅行,每到夏天的繁殖季節,海龜總要趁著半夜、奮力從遼闊海洋中一步一腳印爬到陸地沙灘上產卵、藉此完成繁衍下一代的重要使命。

多產的海龜平均一次可產下三十幾顆、甚至兩百顆的卵。這些卵經過五十天的孵化期後,就能看到一隻隻小海龜破卵而出、慢慢游回大海;剛孵化出的小海龜以浮游生物為主食,逐漸長大後會改吃大型藻類與海草。

程一駿有感而發表示,每顆卵都代表一個個可能孵化成功的小生命,早年台灣沿海與離島沙灘上,經常可看到海龜上岸產卵。但隨著人類的捕殺與棲地遭汙染,經年累月下來,已經讓產卵海龜的數量大不如前,像是早年有民眾會撿拾龜卵變賣,導致海龜生態遭破壞。

海洋汙染嚴重 保育海龜刻不容緩

「四面環海的台灣,也能看到海龜蹤跡,」程一駿表示,研究顯示,台灣海域可以看到綠蠵龜、赤蠵龜、欖蠵龜、玳瑁、革龜等五種海龜出沒。在這五種海龜中,只有綠蠵龜和赤蠵龜曾被發現有上岸產卵的記錄。

以普羅大眾最熟知的綠蠵龜來說,就是目前所有海龜中數量最多的種類之一,估計全球目前大約有 20 萬隻以上。程一駿表示,綠蠵龜又稱為綠海龜,中文俗名則有菜龜或石龜之稱;主要分布於熱帶至亞熱帶的海域中。以台灣來說,澎湖海域與小琉球海域都可看見牠們的身影。

然而,儘管海龜個性溫馴、模樣可愛,但一年比一年嚴重的海洋汙染卻成為威脅海龜生存的最大殺手。像是家庭與工業廢水流至海洋,導致重金屬汙染,會讓海龜的皮膚潰爛,以及面臨寄生蟲威脅。此外,海洋垃圾與人為干擾也是影響海龜生態的主因,曾有環保團體在死亡的海龜體內發現寶特瓶瓶蓋、塑膠袋等垃圾,而過去還有民眾為了與海龜合照,把已經好不容易爬回海中的綠蠵龜「抱回來」,讓保育人士看了不禁搖頭嘆氣。

「除了鯊魚外,人類可說是海龜最大天敵,」程一駿語重心長地表示,我們的生態保育意識須要更上層樓,除了要減少對海洋環境的汙染外,也要避免對海龜形成人為干擾、影響牠們上岸排卵。像是農委會從民國八十一年起就開始投入海龜研究與保育工作,並進一步將綠蠵龜重要的產卵棲地—澎湖縣望安島規畫為保護區,就是希望保護珍貴的自然生態,避免海龜和牠們的老朋友「恐龍」一樣走入歷史,讓海龜可以世世代代都在大海中快樂優游。

綠蠵龜小檔案 Chelonia mydas(Linnaeus, 1758)

綠蠵龜又稱為綠海龜或海龜,英文俗名為 green turtle,中文俗名則有菜龜或石龜之稱。屬於爬蟲綱,無弓亞綱,龜鱉目,隱頸亞目,硬殼龜科,海龜屬動物。綠蠵龜主要分布於熱帶至亞熱帶的海域中,目前全球數量大約有 20 萬隻以上。

 

● 深度閱讀

書名:台灣我的家—棲地
作者:吳立萍等
出版社:秋雨文化
出版日期:2004 年 12 月 30 日

書名:綠蠵龜
作者:程一駿
出版社:晨星
出版日期:2010 年 10 月 11 日

原文發表於人間福報 [2012-07-06]

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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以時間換取觀念,一段三十年的保育之路——臺灣海洋大學海洋生物研究所程一駿專訪
科技大觀園_96
・2021/06/16 ・2761字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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你曾經看過海龜誤食吸管的照片嗎?一張張令人卒不忍睹的影像,不僅作為廢棄塑料傷害海龜的證據,也促使大眾正視「海洋廢棄物」的污染議題,並且逐漸帶起民間自發的「減塑」運動,捲起一股環保的新風潮。

海洋垃圾問題日益嚴重。圖/pixabay

誤食塑膠垃圾的海龜,為我們帶來有力的減塑熱情,然而,我們對海龜以及海廢的理解卻不見得有相對應的知識。例如,海龜在生態系中扮演什麽角色?海洋廢棄物對海龜、生態的影響究竟有多少?我們該如何對症下藥?又如何從海龜保育議題窺見整個海洋生態的危機?因此,泛科學訪問了長年被稱為「海龜之父」的國立臺灣海洋大學海洋生物研究所的程一駿教授,請他向我們介紹海龜,以及分享近三十年來推動海龜保育的心路歷程,以及海龜作為「領航物種」,在海洋生態議題上的影響。

海龜有什麼特別之處?儘管常被描繪成親和、可愛的形象,程一駿笑說,以生物學的立場來說,海龜其實是三億年前與恐龍同時出現在地球上,海洋中最大的爬蟲類動物!作為演化上的成功者,它有非常多的故事可以探索,並且最重要的是,「現在要看恐龍一定要到博物館去看,可是海龜這麼古老的海洋爬蟲類動物,就在你面前游來游去!」

不過,我們如今要見到海龜,卻也不再是那麼容易的事了。

我們對愈來愈稀少的海龜有什麼了解?圖/pexels

無法醫治的「腸套疊」

程一駿教授說明,海龜面臨的其實是多重的生存危機,包括遭人類食用、漁船混貨,以及誤食海洋廢棄物、吸收重金屬、不敵日益劇烈的氣候變遷等等。針對海洋廢棄物,他也特別解釋,由於海龜喉嚨具有防止逆流的機制,如果吞食的食物沒有順利通過,往往會直接卡在身體中導致死亡;此外,海龜如果吞進去硬鉤子,甚至會將腸道往後拉扯,形成「腸套疊」,如果海龜有了腸套疊,往往等待牠們的,就只有死亡的命運。

然而,教授也說明,儘管高達八成的活或是死的海龜都會吞食垃圾,但是針對已死的海龜做解剖,腸胃道中最多僅有兩成的物質是垃圾,「我們很難說海洋廢棄物對海龜的死亡有直接影響,只能說會因為吞食垃圾導致它感覺不到飢餓,從而讓海龜不進食正常食物而造成脫水、尿酸升高,以及影響其他的生化指標。」不過,他也指出,即使醫師可以開通腸劑讓海龜排出誤食的廢棄物,但由於海龜的蠕動速度較慢,重工業、太陽能製程中所排出的重金屬,還是會遭身體吸收,促使海龜生病。

不算太差,但也不是太好的台灣海洋

程一駿也向我們解釋,台灣的海岸事實上並沒有我們想像得那麼髒。如果跟全世界相比,只是算是「不太好,也沒有太差」他以巴西的里約熱內盧為例,那裡的河流是見不到水,只能看到垃圾在漂,甚至出現「糞結石」—生物糞便裡都是人造廢棄物。「垃圾議題在台灣已經被過度渲染,我們不否認海龜會吃到垃圾,也不否認垃圾是個問題,但我們把老鼠誇飾成老虎,就有點搞錯了」 程一駿說道,一旁的助理也向我們補充,中國沒有規範污水處理,直接將含鎳的污水排入海洋,相較之下,台灣海龜的鎳含量其實相對較低。

談生態保育太無聊,藉由海龜引起大眾注意

教授也談起海龜對於生態的重要性,以台灣的綠蠵龜為例,它以海草為主食,只要它常常啃食海草,就會長出新鮮嫩苗,讓其他生物有得吃,促使整個生態系蓬勃運轉;相反地,一旦綠蠵龜消失,海草細胞壁變硬、變老草,而在沒有生物想吃的情況下,許多物種便會搬家,造成生態系不穩定。

海龜以海草為主食,間接也維持了生態系的平衡。圖/pixabay

有趣的是,海龜也扮演「領航性物種」的角色,「領航性物種」是指推動保育工作時,藉由特定物種引發大眾共鳴,進而讓保育工作能順利進行。程一駿打趣說,「很少人懂生態系那麼複雜的東西,但是大家都會同意要保護海龜、海豚」,他解釋,海龜就如同受人喜愛的海豚一樣,得以利用人的情感投射,去推動海洋生態保育、環境保護法案與企業贊助等等,讓各方社會力注入生態領域。

源於學生論文的海龜保育之路

至於程一駿與海龜的淵源,則必須要從指導學生的論文講起。程一駿回憶道,民國 81 年,台灣還處在開發至上的氛圍之中,除了少數學者在推動生態保育之外,民間少有保育的觀念,殺龜、賣龜,甚至將龜殼當作手工藝飾品,都是常見不過的事。那時候,程一駿剛回國,準備繼續研究理論生態,卻沒想到,指導的學生想要研究海龜,而自己會為了挽救將被開發破壞的海龜棲地,從此栽入保育海龜的三十年實踐道路。

程一駿帶領的團隊以學生為主,在暑假時會前往澎湖望安、台東蘭嶼、屏東小琉球,每天晚上七點到凌晨七點,時時跟著海龜作息,觀察、紀錄海龜的所有行為。至於平常,學生們則是帶海龜看病、野放—以及領回海龜的屍體。

除了面臨生離死別之外,最無力的也許是推動保育時面臨的困境,「我們是會做學問,卻不會做人」,提及此,程一駿無奈地說,以劃設保護區為例,並不是一條法令下來就得以成事,最主要處理的仍舊是人與人之間的關係:遇到地方上利益衝突的時候,如何協調、折衝?遇到族群文化的衝擊時,保育與文化又該如何互相對話?

另外,政府對於生態保育缺乏重視,也讓程一駿頗感力不從心,「做這一行的人本來就會遇到很多困難,只是外國政府會願意做保育工作者的後盾,台灣相對來說就比較不重視這塊。」所幸,遭遇的種種挫折並沒有打敗老師及團隊。程一駿與我們分享,近三十年來,他其實是以時間換取觀念—「你在街上宣講,十個人可能有一個人願意回頭看一下,一百個人可能會有一個人願意聽你談話」,面對「做保育有用嗎?」的質疑,程一駿與學生們相信滴水穿石的功夫,「這也是我為什麽還待在教育領域的緣故,希望把知識傳遞給下一代,只有這樣,下一代才會繼續進行有環境意識的實踐。」

參考資料

  1. 程一駿是最執著的「龜」教授
  2. 溫馴海龜是生物界活化石 和恐龍同時期
  3. 【上報人物】幫「新住龜」開光找岸 台灣最強龜仙人程一駿(上)
  4. 【海龜之父程一駿】遊客無法擋! 「保育不能只關在學術象牙塔裡」(下)
科技大觀園_96
82 篇文章 ・ 1103 位粉絲
為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。

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變男變女變變變,小烏龜在殼內的「胎動」可以影響性別?
張維展
・2019/10/27 ・2021字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

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你或許知道爬蟲類是變溫動物,不同於體溫恆定的哺乳類和鳥類,爬蟲類的身體裡欠缺調解體溫的系統,牠們必須透過體內的代謝、運動產生的熱、來自外界的熱源來調整體溫。溫度對任何動物來說都是十分重要的,影響了體內無數的生化反應,也是維繫生命的重要條件之一。

對某些爬蟲類來說,「溫度」甚至會影響性別。

性別是由甚麼決定的呢?

我們人類是以第 23 對染色體──性染色體來決定性別,這稱為基因決定性系統 (genetic sex determination, GSD),也出現在大部分哺乳類中。另外,也有如蜜蜂、螞蟻等膜翅目 (hymenoptera) 昆蟲,由蜂后未交配即產下的未受精卵,這顆卵僅有單套染色體,稱為單倍體 (haploid) 將來會發育成為雄性,而和其他雄蜂交配後所產下的受精卵則是二倍體 (diploid) 將發育為雌性,這稱為套數性別決定系統 (Haplodiploidy)。

最上方的雌蜂擁有(ABCD)(abcd)兩套染色體,牠產下的單套子代雄蜂(ABcd)和雙套雌蜂(WXYZ)(wxyz)交配後再產下子代。圖/ Wikimedia Commons

而本文的主角,龜類性別則會受到蛋孵化過程中環境的溫度所影響,科學家們將這種模式稱為溫度決定系統 (temperature-dependent sex determination, TSD)。即是蛋生下來之時,胚胎尚未決定性別,而是由孵化過程中的溫度來決定未來會發育成雄性還是雌性。但並非所有在同樣溫度下孵化的胚胎都會是相同性別,在特定的溫度範圍中兩性會同時產生,這範圍內的溫度稱為「過渡溫度範圍」,當溫度偏向某一性別時,該性別比例則會增加。

溫度決定系統常見於硬骨魚和爬蟲類之中。溫度決定系統又可粗略分為兩類,一是隨著溫度升高,特定性別比例也隨著增加,大部分的龜類都屬於越高溫孵化為雌性的機率越高;但也有比較特別的喙頭蜥 (Sphenodon punctatus ),這是一種只生活在紐西蘭的原始爬蟲類,牠們和龜類正好相反,越高溫則會孵出越多雄性。另一種模式則較為複雜,在低溫和高溫時孵化為雌性的比例較高,介於兩極端間的溫度會使雄性的比例增加,美洲短吻鱷就屬於此類。

喙頭蜥是一種原始的爬蟲類,現今只生活在紐西蘭的活化石。圖/Wikimedia commons

氣候暖化會讓未來的小烏龜只有女孩子嗎?

說到這裡,你是否會有些疑問,如今全球暖化日益嚴重,孵化溫度理應越來越高,這會不會使爬蟲類性別比例逐漸失衡,出現性別單一化的現象呢?

多數的龜類性別是由在蛋中時所遭遇的環境溫度決定。但最近的研究顯示,其實還是有一些不願受命運、環境擺布的!過往已知龜類的胚胎可以藉由移動胚胎在蛋裡的位置,進而改變孵化過程中胚胎的溫度。但這樣的差距就足以影響決定性別了嗎?讓我們繼續看下去。

針對淡水烏龜 (Freshwater Turtle) 金龜 (Mauremys reevesii)的研究發現,同顆蛋兩端的差異最高可以達到 4.7°C !要知道這可是非常大的溫差,在一般孵化過程中 2°C 的溫差就足以影響龜類的公母比例了。

金龜 (Mauremys reevesii)是相對常見的淡水龜種類。By Σ64Own work, CC BY 3.0, Link

科學家們做了實驗,想要了解小烏龜胚胎在蛋裡面移動的行為是否會影響最後孵出的性別比例。他們在一半的蛋上做了處理,干擾胚胎感測外界溫度,進而避免胚胎感受到外界溫度而移動的行為。在蛋全數孵化後,經過處理的組別,幾乎全部為相同性別,完全由外界的溫度決定。相反的,未處理的蛋群,胚胎可以在蛋中自由地移動,從這些蛋裡孵出來的小龜們性別比例則接近一半一半。

生命會自己找到出路?

透過移動胚胎來尋找適居溫度 (Goldilocks Zone,暫譯),小烏龜們可以避免全部陷入極端溫度,以安全地孵化,甚至於得以調節到平衡的性別比。這或許解釋了溫度決定性別的爬蟲類,是如何度過歷史上較為極端的天氣,如中生代的氣溫平均比現今高約 10°C。

當然,但胚胎在殼內移動這個行為的效果受到很多限制,更大一部分還是必須取決於蛋所在的環境與胚胎本身。萬一外界溫度實在太高,移動後的溫度還是超出了過渡溫度範圍;又或者胚胎太大顆了或太小,移動後的溫差也很可能不足以影響烏龜的性別。

孵化後的小海龜冒險才剛開始呢。(圖非實驗研究種類)圖/pixabay@Kanenori

不論是全球暖化或者是任何生存上的種種難題,都是生物在演化這條漫漫長路上面對的挑戰。在許多情況下,生物往往用上許多意想不到的方法來解決生存的困難,就像本案例中的小烏龜胚胎移動行為。或許這些奇妙的生物,不論是胚胎或是母體,也還有許多我們尚未發現的辦法來面對環境變化所帶來的影響。

參考資料

張維展
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