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Jul. 16 2019

尼莫的危機:小丑魚的卵不會孵化,禍首是人類的光汙染

  • 兩隻小丑魚在菲律賓群島的海裡互相依偎在牠們寄宿的海葵裡。PHOTOGRAPH BY JENNIFER HAYES, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    兩隻小丑魚在菲律賓群島的海裡互相依偎在牠們寄宿的海葵裡。PHOTOGRAPH BY JENNIFER HAYES, NAT GEO IMAGE COLLECTION

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當討喜的小丑魚夜晚暴露在人造光之下時,雖然牠們試圖產卵,不過沒有卵能孵化出來。

兩隻小丑魚在菲律賓群島的海裡互相依偎在牠們寄宿的海葵裡。PHOTOGRAPH BY JENNIFER HAYES, NAT GEO IMAGE COLLECTION

兩隻小丑魚在菲律賓群島的海裡互相依偎在牠們寄宿的海葵裡。PHOTOGRAPH BY JENNIFER HAYES, NAT GEO IMAGE COLLECTION

因電影《海底總動員》而聞名的亮橘色小丑魚,如今在野外面臨了許多問題。從為供應家用水族箱而被過度撈捕,到因氣候變遷導致水溫上升造成棲息的海葵和珊瑚的白化。現在又遭遇了第三次的致命打擊:光汙染。

一份7月9日發表在《生物學通訊》(Biology Letters)期刊的新研究顯示,依靠珊瑚礁生活的小丑魚若暴露在人造光之下就無法養育出下一代。

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在全球各地湧現的人造光源對動物的危害遍及整個生態系。夜晚的光照扭轉了鳥類夜間的遷徙行為、造成植物提早開花。海龜築巢也會避開燈光明亮的海灘,而鳴鳥也因為光汙染變得更早開始鳴叫。

「不過我們不認為水裡的海洋系統有受到影響的可能。」此研究的主要作者、澳洲菲林德斯大學(Flinders University)的海洋生態學家艾蜜莉佛伯特(Emily Fobert)說。

「我沒有預料到,(該篇研究)結果是完全孵不出來,」威爾斯邦哥大學(Bangor University)的保育生態學家湯瑪斯.戴維斯(Thomas Davies)說:「這還蠻令人擔心的……這是個很重要的結果,顯示出光汙染對海洋生物會有很大的影響。」

為科學同居的小丑魚

佛伯特和同事在實驗室裡觀察了10對小丑魚──每一對小丑魚都有自己的水族箱「愛巢」。一半的水族箱接受的光照就和小丑魚待在天然的珊瑚礁上時相同──12小時光亮和12小時黑暗。另一半的水族箱則在夜晚時還會受到微弱的人造光照,以模擬一般海岸城鎮的光汙染。

研究人員計算了小丑魚在後續60天期間有多常產卵、有多少卵受精,以及有多少卵孵化。

得到的結果叫人大吃一驚:「有光照時就沒有魚卵孵化。」佛伯特說。夜晚時暴露在人造光之下的小丑魚還是會產卵,而卵的受精情況和正常情況的魚差不多,不過並沒有任何卵孵化。

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只要研究人員一移走夜晚的光源,卵就會恢復孵化,並且回升到正常魚會有的孵化率。

魚卵在孵化前會先經歷顏色改變,變得相當銀白。所有的卵都亮起來,然後那些處在正常明暗循環狀況下的卵會孵化。而那些夜晚暴露在光照下的卵,研究人員觀察了好幾天都不會孵化,卵原來的銀白色會消失,變得不再透明。

當投入了那麼多時間和精力後卵卻沒有孵化,幾乎可說是一件更慘的悲劇。文章的共同作者凱倫.柏克達席瓦(Karen Burke da Silva)說,她是菲林德斯大學的小丑魚專家和拯救尼莫(Saving Nemo)機構的執行長。

「親魚在夜晚清醒的時間會變得比較長,而且牠們會花很大心力照顧這些又大又漂亮的胚胎。」柏克達席瓦說。

體型較小的雄魚會照料這些卵,牠會搧動水流經過魚卵並用嘴清潔牠們。由於生殖會耗掉這些魚極大的精力,佛伯特說,我們還沒測量到這部分可能導致的後果。

研究的共同作者澳洲墨爾本大學(University of Melbourne)海洋生物學家史黛芬.斯維爾(Stephen Swearer)說,雖然他們的研究沒有觀察到產卵和受精的比率下降,但是更強的光──例如比滿月更亮2000倍的碼頭燈光──可能就會造成更大的影響。

光亮的海洋系統

已開發地區的任何一個角落都會在夜晚發出人造光,例如房屋、街燈、旅館和辦公室等。全世界有差不多80%的人居住在有光汙染的地區,而隨著轉換到更便宜、更節能的LED燈,這個比例還會以每年超過2%的幅度增加。

但LED燈通常發射較短波長的光──藍光。對人類而言,藍光會阻礙褪黑激素(hormone melatonin)的正常週期,引發一連串包括中斷睡眠的健康影響。而能穿透到較深的水裡的,也是藍光,這些藍光最會造成自然系統的混亂,佛伯特說。

動物能演化出自己的生理時鐘,例如何時進食和生育寶寶,或何時睡覺。牠們根據的是時間固定的白天和夜晚。在應該處於黑暗的時刻暴露在光照下,就會打亂原本的生物節奏。

以小小隻的小丑魚寶寶來說,夜晚的來臨會觸發牠們的卵在這段安全的時間孵化,以避開掠食者。佛伯特推測,在黃昏過後關鍵的幾個小時曝露在光亮下,極有可能會減少卵的孵化。如果在關鍵的幾個小時周圍是黑暗的,卵就仍會孵化。

澳洲新南威爾斯大學的海洋生物學家戴蒙.波頓沒有參與這項研究,他表示許多動物的演化都和光信號(light signals)緊密連結。因此這項研究結果從小丑魚擴及到了其他海洋生物。不過戴維斯告誡:「要將這個(研究結果)套用到所有魚類身上,或許會一下跳太遠了。」

我們或許不會在其他物種身上看見光汙染造成如此劇烈的結果,但它可能會讓不同的生命階段──例如幼年期早期──歷經改變。

除了生物個體之外,檢視各個生物群落以及彼此之間的交互作用也是非常重要的,波頓說:「如果這些卵因為沒有得到正常的光信號而沒有孵化……那麼也許掠食者也就沒了食物來源,我們可以像這樣在整個食物網裡追蹤這種影響。」

尼莫的前途有多光明?

小丑魚在野外會以海葵做為各自的愛巢,一對魚占據一株海葵。大多數的小丑魚生活在距離海面9公尺以內的淺水區,住在更深水裡的魚比較不會受到光的影響,佛伯特說,不過光絕對會影響到像小丑魚這樣的淺水魚。

在淺水生活的小丑魚夫妻可能真的「處在進退兩難的情況」,柏克達席瓦說。重新找一株光害較少的海葵會很困難,因為好的海葵早就被占了──小丑魚具有領域性,會兇猛地固守他們的地盤。而更遠處無主的海葵可能會吸引牠們,不過小丑魚不擅游泳,所以搬到遠方並不是個好選擇。

「人造光的影響對魚的數量可能會造成嚴重的後果,」戴維斯說:「孵化率為零實質上就是下一代沒有新血加入,一種生物可能因此而滅絕,影響深遠。」至少在局部地區整個族群可能轉眼就消失。

這個實驗研究人員只進行了幾個月,所以這個研究不過窺見了光汙染可能造成的影響。「這是令人非常興奮的研究,不過它也帶出了好多問題。我們目前只是略知皮毛而已。」佛伯特說。

斯維爾說接下來要檢視光汙染對小丑魚在長遠時間中會有多少影響。由於小丑魚能存活至少30年,所以了解牠們能否適應那些光害或是一生都無法擁有下一代,就變得非常重要。

「雖然研究結果令人沮喪,但還是有希望。」波頓說,還不要判這些討喜的小丑魚淘汰出局。

延伸閱讀:《海底總動員 2》上映 以保育代替飼養誰殺了我們的海洋

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