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從耳石微化學一窺鰻魚的洄游環境史

  • 作者:陳郁凱、翁進興/沿近海資源研究中心

日本鰻(Anguilla japonica)是臺灣養殖漁業非常重要的魚種,也是外銷水產品的主力之一。由於其特殊的生殖生態,養殖所需的鰻線,必須在冬季由沿岸及河口區域捕撈野生鰻苗,再進行人工飼養。近年來因全球海洋環境變遷,加上河川棲息地減少與過度捕撈等因素,導致鰻線資源量劇烈變動。國立臺灣大學名譽教授暨國立臺灣海洋大學講座教授曾萬年博士,為全球知名的鰻魚研究專家,數十年來致力於鰻魚生活史之研究,以耳石日週輪及微量元素分析揭開了鰻魚的身世之謎,其學術貢獻深受國內外學界之肯定,本所沿近海資源研究中心特邀請曾教授於1月8日蒞所演講,分享其長達40載的鰻魚及耳石研究精髓。

首先,曾教授以深入淺出的方式向同仁及與會鰻魚養殖業者介紹耳石的微化學研究原理。耳石位於魚類內耳,水中化學元素經由魚類的鰓進入血液和淋巴液,最後沈積於耳石,主要成分為碳酸鈣(CaCO3)以及其他微量元素,所含各種元素都有其特殊的環境指標意義,而晶體的沈積會隨著魚類洄游的環境而改變,如同內建的環境記錄器,為魚類棲息環境、族群結構、攝食生態、氣候變遷等生活史特徵留下線索。透過電子顯微鏡及感應耦合電漿質譜儀(Inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS),分析耳石的微細構造及化學成分,讓研究人員得以一窺魚類生活史的全貌。例如過去認為日本鰻屬於兩側洄游型魚類,海中漂流的柳葉鰻變態後溯河在淡水中成長,成熟後降海回到海中產卵。但近年耳石的研究顛覆了上述「淡水鰻」必須回到淡水環境成長的既定觀念,而是存在三種不同的洄游類型。卵黃囊期後仔魚進入柳葉鰻階段,海水中鍶元素逐漸開始累積於耳石,體內的葡萄糖胺聚醣與鍶有高度親合力,此時鍶鈣比(Sr/Ca)達到最高點;而隨後變態時消耗大量的葡萄糖胺聚醣,吸收鍶的能力大幅降低,因此在玻璃鰻階段進入河口後,耳石鍶鈣比便急遽降低。透過鍶鈣比的研究,發現除了過去傳統的淡水洄游型(約佔總樣本數81%)、河口洄游型(約14%),還存在一部份族群能夠完全不需要進入淡水,在海水中生長、成熟、繁殖,完成其生活史,稱為「海水洄游型」。曾教授並提到一個特別的例子,馬達加斯加因為寶石礦開採的緣故,附近的河川硫酸鍶(SrSO4)濃度特別高,導致莫三鼻克鰻耳石鍶鈣比上升到非常罕見的程度。

本所過去曾進行日本鰻資源調查研究,發現高屏地區日本鰻鰻線年漁獲量與前一年度1月期間臺灣西南海域平均海水表面溫度呈負相關,惟目前仍無法捕獲日本鰻之柳葉鰻個體以掌握其變態為鰻線之地點,曾教授推測其柳葉鰻可能之分布水層可能相當深,亦或隨黑潮輸送至臺灣周邊海域前已完成變態成鰻線,未來若進行採樣可能必須調整網具結構、作業方式以及作業地點。最後,有關日本鰻資源目前面臨全球性氣候變遷、過度漁撈、棲地破壞等威脅,曾教授認為東亞各國防止過度捕撈以及降低污染回復鰻魚河川棲地,對於資源的復育都相當重要,同時為因應日本鰻鰻苗短缺問題應加強異種鰻養殖,並透過耳石研究,深入探索日本鰻最適環境與生理需求,期能加速我國鰻魚人工繁殖技術之成熟。

曾萬年教授蒞臨本所沿近海資源研究中心演

曾萬年教授蒞臨本所沿近海資源研究中心演講