「藍」光粼粼 海洋中的螢火蟲

記者 戴柏妤、廖晟文、羅詠馨/採訪報導

白天看起來是海洋自然現象——紅潮,到晚上卻是一整片的藍光,象徵著馬祖的浪漫。從幫助漁民捕獲沙丁魚的「丁香水」,再到廣為人知的「藍眼淚」觀光美景,不論利與弊,「夜光蟲」的出現都成為海洋研究突破的契機。

馬祖的藍眼淚 全世界的夜光藻 ­

夜光蟲分類上屬於異營性無毒渦鞭毛藻或雙鞭­毛藻的赤潮生物,全世界不同海域的夜光蟲都屬於同種生物。嘉南藥理大學教授黃大駿補充,夜光蟲是甲藻門、夜光藻屬的原生動物,同時因為異營性藻類關係,當水中有機物質增加慢慢轉變為營養鹽,產生的營養物質便使該地區藻類加速繁殖。

身為異營性藻類的夜光蟲,當食物變多,數量也隨之增加,若是營養鹽增加正值夜光蟲繁殖週期,就會有大量好發的現象。國立台灣海洋大學蔣國平教授表示,夜光蟲體內因有螢光素及螢光素酶,當海浪拍打到礁岩上或船隻經過時,夜光蟲受外部環境刺激,體內的螢光素會與海洋產生化學反應,散發光芒,稱為「生物發光」(Bioluminescence)。

  • 異營性生物:不能直接利用無機物或有機物維生,必須攝取現成的養分來維持生存機能的生物,透過食物進入細胞內即可進行消化產生能量。
  • 生物發光為生物自動發光而不產生熱的現象。

資料來源 / 國立台灣海洋大學教授蔣國平、國家教育研究院

顯微鏡下的渦鞭毛藻。攝影/戴柏妤

警訊或生存 發光機制大解密

海洋中許多生物進行「生物發光」,有的是為了獵食、有的是為了交配,例如:雌性螢火蟲發光是為了吸引雄性螢火蟲,培育下一代。國立台灣海洋大學研究生Jeffery說明,單看一隻夜光蟲其實是透明的,不過在濃度極高的情況下,會呈現紅色的狀態。

高濃度的渦鞭毛藻會讓水質混濁甚至變為紅色。攝影/戴柏妤

至於夜光蟲的發光目的為何?黃大駿表明,由於尚未將夜光蟲做大量的PCR、分子鑑定,以目前的研究階段,也沒有人能下定論。蔣國平猜測,夜光蟲在馬祖別稱「丁香水」,是因為牠會引來沙丁魚,自身散發的藍光代表警告,也許會吸引更大隻的魚來獵食沙丁魚,同時,當地漁民此時也能因此捕撈大量漁獲。

嘉義大學生物資源學系副教授邱郁文表示,夜光蟲的發光源由三部分所組成:螢光酵素(luciferase)、發光素接合蛋白(luciferin binding proteins)及發光素(luciferin)。螢光酵素好比一把鑰匙,必須有契合的鎖頭,也就是發光素接合蛋白,兩者相結合會產生氧化反應,使發光素放出藍色生物光。至於為何為藍色,目前研究團隊還待查證。當成千上萬隻夜光蟲齊聚,就是我們所看見的藍眼淚。

  • 螢光酵素又稱發光素氧化酶,為大部分發光生物的放光機制中重要的酵素;發光素為一種可被氧化方出能量之物質。

資料來源/國家教育研究院

大海的養分 「追淚」不易

馬祖的「追淚」期是四到六月,恰逢閩江上游雪水融化,在融化的雪水中含大量氮、矽、磷,而土壤中所帶有的矽藻正是提供夜光蟲生長所需的養分,因此這時藍眼淚的數量也會隨之爆發。

蔣國平分享,透過觀察發現渦鞭毛藻分為有性生殖及無性生殖,有性生殖期正是藍眼淚浪潮,因為營養物質需求而快速成長。平常非藍眼淚浪潮時,渦鞭毛藻呈無性生殖,目的是為等待營養物質變多,使他們能快速繁衍。台南、高雄甚至全世界都有夜光蟲的存在,只是以前是否發現過?蔣國平強調:「藍眼淚這個景觀名稱是先前在社群平台上的徵名活動後才出現的,所以藍眼淚,只有馬祖有;但要說夜光蟲,全世界都有。」

海洋大學教授蔣國平致力於夜光蟲研究多年。攝影/戴柏妤

關於環境的培育、夜光蟲的發展,專家們都有一致的觀念。以汙染指標來說,藍眼淚的確是有機汙染,邱郁文表示,藻華雖為一種正常海洋生態現象,但不能將環境汙染這件事情輕描淡寫。不過蔣國平則說:「因為夜光蟲為無毒渦鞭毛藻,所以不會產生任何有毒物質,這時就沒有所謂水汙染利弊,只有『富環境』(enrichment)和『貧環境』(oligotrophication)的差異,因此存在汙染問題,只有環境有無變化。」 

蔣國平指出, 馬祖的藍眼淚並非同於本島地方魚塭的夜光藻,它本身就存在於此,所以是建立在富環境之中。貧瘠和富裕是相對的,當一個環境營養富含量越來越高,也就指馬祖地區水域的營養價值越來越高,才造成所謂優養化的普遍現象,加上因為馬祖屬於無毒渦鞭毛藻,並不會引起中毒現象,只是當大量夜光蟲形成赤潮並粘附於魚鰓上,會導致魚類窒息死亡。

  • 藻華,指在一定範圍水域中,浮游植物密度於短期內大量增加的現象。
  • 富環境俗稱為優養化,指一環境營養物質含量過高所引起的水質污染現象,反之則為貧環境。 
  • 赤潮,指水域中一些浮游生物暴發性繁殖引起水色異常和水質惡化的現象。

資料來源/國家教育研究院、蔣國平 

遠赴馬祖採集沿岸海洋資訊的研究船。 攝影/戴柏妤

藍眼淚還是「婪」眼淚 藻類大量孳生是汙染?

在春末夏初,馬祖的夜晚隨著海浪拍打,成千上萬的渦鞭毛藻,受到刺激產生一閃一閃的藍色波光,群集的夜光蟲像是夏夜海洋裡的星空,形成的美景使不少本島民眾慕名奔赴於此,而它的群集程度似乎已超於以往標準。

藍眼淚原先好發時期為4到6月,剛好與閩江口豐水時期一致,黃大駿表示,水量大時會把一些陸地上的有機物質帶到海裡。若看地圖便能發現,馬祖就像閩江口前面一個小擋板擋在前頭,有機物質在這累積,藻類大量增生,夜光蟲又攝食這些藻類,數量自然就會快速增加。

近年藍眼淚出現的時間已經延長至初秋,也就是9、10月份,甚至到11月也能在馬祖看見它的蹤跡,這意味著一年有超過一半以上的天數能看見這樣的景象。邱郁文形容:「這跟吃飯一樣,吃的剛好是營養,吃得太多身體就會不舒服。」藍眼淚生態逐漸氾濫,因江水帶來豐沛的營養物質,渦鞭毛藻攝取過多以覓食矽為生的矽藻為依據,儼然屬於一種優養化的現象。

馬祖藍眼淚,肉眼可見的繁星點點就是渦邊毛藻。攝影/戴柏妤

渦鞭毛藻是透明的,但中國大陸的經濟發展規模逐年增加,農、工業汙染也隨之提升,分別使氮和磷注入河流,再加上水流挾帶泥沙所帶來的矽,這些與日俱增的「營養」使濃度達到相當高。早上便能用肉眼看見,馬祖海域有一片片紅色泥水在海上載浮載沉,而顏色會因夜光藻類攝取食物不同有所差異。

邱郁文認為藍眼淚的「美」,雖將馬祖的觀光市場推向更高的舞台,實則有所包裝,使得國人只看見外表上的光鮮。不少學術單位及團體,都在政府單位的決策下,成為包裝藍眼淚為極高評價之生態美景的實際推手,卻繞開對於環境水質有可能被汙染所造成的影響。渦鞭毛藻行呼吸作用,自然會消耗水中氧氣,造成部分生物衰亡。

但黃大駿認為,若沒有人類對自然的影響,藍眼淚本來就在一個週期下會大量出現,而在另外一個週期會大量消失,不會有週期延長的狀況發生。就代表著今日造成汙染的並非為藍眼淚,藍眼淚是在大環境下被動性的大量滋長。這類的生態反應,也反映出人類對於生態鏈的平衡,占有舉足輕重的角色,應更有意識性看待此類環境議題。

觀光生態新平衡 藍眼淚的未來價值

自從馬祖藍眼淚的絕美奇景經口耳相傳、大量媒體報導後,「藍眼淚」已然成為馬祖觀光的代名詞。對此,藍眼淚旅行社負責人陳先生表示:「撇開原本的商務客,確實90%以上的遊客都是專程為藍眼淚而來的。」

雖然藍眼淚為馬祖當地帶來許多觀光收益,但同時也讓民眾忽略了馬祖其他觀光體驗。陳先生坦言:「遊客過度集中在四到六月來馬祖,忽略了其他異於台灣的獨特閩東文化、食物、風景。」

對於馬祖藍眼淚如何在景觀在生態與觀光間平衡,邱郁文建議,藍眼淚生態館可以以環境教育的方式培育夜光蟲,透過良好的展場設計與環境教育的配套措施,在遮光空間下不分日夜、時節,讓民眾在進入展場後都可以看到藍眼淚景觀。邱郁文說明:「藍眼淚在生態上是必須被控制的,做好污染削減,管理好環境,觀光當然可以發展!」

近年持續對渦鞭毛藻進行研究,未來有望投入於更多產業應用。攝影/戴柏妤

雖然人們對夜光蟲的瞭解仍有許多未知數,不過近年來在國立海洋大學的培育中發現,馬祖夜光蟲有時突然暴增,是因為他們會行有性生殖、全世界的窩鞭毛藻目前由各方學者猜測是「同屬不同種」。而夜光蟲特殊的發光機制與發光反應能運用在何處仍待持續觀察,黃大駿說明:「夜光蟲的後續是值得研究的!」

馬祖藍眼淚的絕美景觀不僅吸引眾多遊客慕名前往,也讓許多學者致力研究渦鞭毛藻的生存方式、發光機制、對環境的影響等。在環境維護、控制和觀光利益的權衡下,這因為生態循環而意外帶來的美景,將能持續閃閃動人。

 

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