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Nov. 04 2020

小碎片,大問題

  • 這只藍色手套在水裡的時間還不夠久,不像多數的海洋塑膠會在海浪和陽光的影響下分解成碎片,也就是微塑膠。大拇指下方的仔魚是玉鯧,位於食指底部身上有條紋的是鬼頭刀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

    這只藍色手套在水裡的時間還不夠久,不像多數的海洋塑膠會在海浪和陽光的影響下分解成碎片,也就是微塑膠。大拇指下方的仔魚是玉鯧,位於食指底部身上有條紋的是鬼頭刀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

  • 夏威夷外海的幼魚棲息場,現在充斥著微塑膠。許多海洋魚類靠著海面油狀物長大,這些天然多油的海面富含浮游生物和其他魚的食物,根據美國國家海洋及大氣總署在檀香山的研究人員調查,海面油狀物現在也含有許多塑膠。他們用細目漁網在大島外海的海面油狀物中拖撈,再將撈上來的東西加以分析。照片中這隻5公分長的長尾革單棘魨大約50天大,正在一大片「塑膠湯」中游動。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

    夏威夷外海的幼魚棲息場,現在充斥著微塑膠。許多海洋魚類靠著海面油狀物長大,這些天然多油的海面富含浮游生物和其他魚的食物,根據美國國家海洋及大氣總署在檀香山的研究人員調查,海面油狀物現在也含有許多塑膠。他們用細目漁網在大島外海的海面油狀物中拖撈,再將撈上來的東西加以分析。照片中這隻5公分長的長尾革單棘魨大約50天大,正在一大片「塑膠湯」中游動。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

  • 左邊是魚的食物,右邊是塑膠。從英吉利海峽取來的少許表層海水中,有一隻狀似蝦子的鱗蝦,體長約8公釐;還有一隻比較小的十足類甲殼動物,以及一隻橘色海星,牠才剛度過在薄膜中漂浮的幼蟲階段。右邊的白色碎片和磨損的紅色纖維是聚乙烯,但對幼魚來說可能看起來和食物沒兩樣。在一項2017年的研究中,普利茅斯海洋實驗室和普利茅斯大學的研究人員捕撈了一群仔魚,結果發現有3%的仔魚吃下了微塑膠纖維。攝於英國普利茅斯的海洋生物協會。塑膠種類由普利茅斯大學鑑定。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager

    左邊是魚的食物,右邊是塑膠。從英吉利海峽取來的少許表層海水中,有一隻狀似蝦子的鱗蝦,體長約8公釐;還有一隻比較小的十足類甲殼動物,以及一隻橘色海星,牠才剛度過在薄膜中漂浮的幼蟲階段。右邊的白色碎片和磨損的紅色纖維是聚乙烯,但對幼魚來說可能看起來和食物沒兩樣。在一項2017年的研究中,普利茅斯海洋實驗室和普利茅斯大學的研究人員捕撈了一群仔魚,結果發現有3%的仔魚吃下了微塑膠纖維。攝於英國普利茅斯的海洋生物協會。塑膠種類由普利茅斯大學鑑定。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager

  • 畫上網格的培養皿有助於NOAA的技術人員整理樣本,並鑑定裡面的微小生物,像是最左排中間格子外的豆娘魚仔魚。每個格子的長寬都是1公分。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

    畫上網格的培養皿有助於NOAA的技術人員整理樣本,並鑑定裡面的微小生物,像是最左排中間格子外的豆娘魚仔魚。每個格子的長寬都是1公分。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

  • 這份海水樣本中,藍色塑膠袋已開始分解;兩條扭曲變形的漁網繩頭讓藻類和其他生物聚集其上;一條體長不到5公分帶有斑紋的鬼頭刀仔魚(中右)轉身游離繩子;一條2.5公分長的鱗魨則游向一塊三角形白色塑膠碎片,這隻鱗魨約十週大,差不多到了返回礁石的年紀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

    這份海水樣本中,藍色塑膠袋已開始分解;兩條扭曲變形的漁網繩頭讓藻類和其他生物聚集其上;一條體長不到5公分帶有斑紋的鬼頭刀仔魚(中右)轉身游離繩子;一條2.5公分長的鱗魨則游向一塊三角形白色塑膠碎片,這隻鱗魨約十週大,差不多到了返回礁石的年紀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

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小碎片,大問題

新生幼魚吃下肚的是微小的塑膠垃圾碎片而不是食物。如果幼魚死了,大魚的數量就會變少,進而打亂整個食物鏈。

撰文:勞拉.帕克爾
攝影:大衛.李特舒瓦格

 


要塑膠還是要地球?

不久前我到太平洋歐胡島西南外海750公尺處浮潛。這座夏威夷島嶼這一側的山勢非常陡峭,當我們搭乘小艇往目的地駛去時,很快就看不見水底了。回望島嶼時,我看見懷厄奈山超過1200公尺高的綠色山坡聳立在沙灘後方。通常山脈會屏障此處水域不受信風影響。但那天卻吹起一陣微風,激起的小小波浪幾乎讓我看不清楚此行想見到的東西:海面上薄薄一層如浮油般的表層水,裡面富含有機微粒,新生幼魚覓食其中,奮力度過生命開頭最危險的幾個星期。

我把頭探進那片泛有光澤的海水中,發現裡面是一處幼魚棲息場。魚卵像小小燈籠一樣漂來漂去,卵黃囊在陽光照射下發出光芒,跟瓢蟲一樣小的仔魚迅速游動。一條十美分硬幣大小的豆娘魚從旁游過,相較之下顯得巨大。我們的下方有一群身長30公分的脂眼凹肩鰺,長得像鯖魚但眼睛很大,牠們會吃掉任何不幸生來就小的東西。

我當天的嚮導是海洋學家傑米森.葛夫和魚類生物學家強納森.惠特尼,他們都在檀香山的美國國家海洋及大氣總署(NOAA)工作。這兩人為了搞清楚眼前這一片混沌的景象,已投入持續近三年的研究計畫。仔魚階段是漁業科學的「黑盒子」:進去的是受精卵,出來的是幼魚,但裡面到底發生了什麼事仍一團模糊。仔魚又小又脆弱,實在很難供人做研究,而且絕大多數的仔魚無法活到成年。然而世界各地海域的魚群,以及以魚為食的動物,全都受到有多少仔魚存活及牠們的狀態如何所影響。

葛夫和惠特尼最近有一個發現,而大衛.李特舒瓦格為他們採集的海水樣本所拍攝的照片也顯示了同一點,那就是聚集在夏威夷外海油狀物裡的東西,不是只有魚類和能夠滋養牠們的食物,那裡也有微塑膠,也就是細小的人類垃圾碎片,數量多到仔魚出生的頭幾天就會吃到。

對新生幼魚來說,吃了東西就能多活一天。但如果牠們第一餐吃的是塑膠,就不會攝取到讓牠們撐到下一餐的熱量。「牠們歷經萬難才達到這個階段,」葛夫說:「牠們孵出後找到這處海面油狀物,一邊吃一邊長大,能活到現在的都是千中選一的幸運兒。而現在塑膠卻闖了進來。」

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這只藍色手套在水裡的時間還不夠久,不像多數的海洋塑膠會在海浪和陽光的影響下分解成碎片,也就是微塑膠。大拇指下方的仔魚是玉鯧,位於食指底部身上有條紋的是鬼頭刀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

這只藍色手套在水裡的時間還不夠久,不像多數的海洋塑膠會在海浪和陽光的影響下分解成碎片,也就是微塑膠。大拇指下方的仔魚是玉鯧,位於食指底部身上有條紋的是鬼頭刀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

 

海洋裡的塑膠廢棄物大多來自河流或隨意傾倒在陸地上的垃圾,根據喬治亞大學珍娜.詹貝克於2015年所做的研究,每年平均有900萬公噸的塑膠廢棄物往海洋流去。可見的垃圾,加上這些垃圾衝擊到海龜、鳥類、鯨魚等生物讓人心碎的影像,引起了大眾激憤。但是陽光、風及海浪最終會把海洋塑膠分解成幾乎看不見的碎片。而這些不到5公釐的微塑膠對魚類會有什麼影響,是最大的未知數及隱憂之一。

魚類為近30億人口、無數海鳥以及其他海洋動物提供重要的蛋白質。但調查數據顯示,全球魚群數量自1970年來已經減半。數量衰退的主要原因是過度捕撈,但汙染及氣候變遷所引起的海水暖化和酸化,衝擊也愈來愈大。

早在1970年代初期,科學家就在新英格蘭和英國外海捕獲的魚胃內發現塑料顆粒,這是用來製造塑膠產品的原料。較近期的研究則記錄到愈來愈多種成魚的體內出現更小的塑膠微粒。對仔魚的研究少了很多,但是由於環境中的各項事物對仔魚的影響都比較大,因此牠們很可能更容易受到微塑膠危害。

大多數海洋魚類都是糟糕的父母。有少許魚種會在海床上保衛牠們的卵,也有少許魚種會把卵含在嘴裡保護。但大多數的魚種在釋放了數千甚至數百萬顆卵和精子到廣闊的海洋後,就不再和這些後代相見。魚卵一兩天後孵化,開始自力更生。

剛孵化的魚看起來奇形怪狀,頭部過大,魚尾幾乎未成形。牠們必須拚命進食才能讓身體成形。人類嬰兒在子宮的庇護下成長,魚類則是在進入這個無情的世界後才開始發育。

「牠們超早孵化,」惠特尼說:「牠們的腦還很小,有些鰭甚至尚未成形,肝臟也還沒發育完成,更別提聽覺或視覺了。雖然牠們只有部分發育,但還是積極地游泳、進食、自求生路。」

大多數仔魚會因掠食者或飢餓而死。「這就是魚要產那麼多卵的原因。」專門研究魚類早期生命階段的俄勒岡州大學海洋生態學家蘇.史邦諾格說。

仔魚階段真的是步步驚心,牠們剛開始必須在海面油狀物中尋找食物。海面油狀物大多形成於世界各地的沿海地區,這些地方的海流、潮汐或內波會讓漂浮在水中的有機油汙狀物質匯聚並集中起來。

有些仔魚會游到有油狀物的海面,有些仔魚和尚未孵化的卵則用漂的。掠食者也會聚集在海面油狀物上,如果一條仔魚有辦法逃過被吃掉的命運,並找到足夠的食物,那在牠出發返回永久棲地(譬如一座礁石)的時候,體長會達到約5公分左右。碰對海流就能到達棲地,碰錯海流則會流入大海。

在遇到我們的塑膠垃圾前,仔魚的一生就已經充滿變數了。

夏威夷外海的幼魚棲息場,現在充斥著微塑膠。許多海洋魚類靠著海面油狀物長大,這些天然多油的海面富含浮游生物和其他魚的食物,根據美國國家海洋及大氣總署在檀香山的研究人員調查,海面油狀物現在也含有許多塑膠。他們用細目漁網在大島外海的海面油狀物中拖撈,再將撈上來的東西加以分析。照片中這隻5公分長的長尾革單棘魨大約50天大,正在一大片「塑膠湯」中游動。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

夏威夷外海的幼魚棲息場,現在充斥著微塑膠。許多海洋魚類靠著海面油狀物長大,這些天然多油的海面富含浮游生物和其他魚的食物,根據美國國家海洋及大氣總署在檀香山的研究人員調查,海面油狀物現在也含有許多塑膠。他們用細目漁網在大島外海的海面油狀物中拖撈,再將撈上來的東西加以分析。照片中這隻5公分長的長尾革單棘魨大約50天大,正在一大片「塑膠湯」中游動。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

左邊是魚的食物,右邊是塑膠。從英吉利海峽取來的少許表層海水中,有一隻狀似蝦子的鱗蝦,體長約8公釐;還有一隻比較小的十足類甲殼動物,以及一隻橘色海星,牠才剛度過在薄膜中漂浮的幼蟲階段。右邊的白色碎片和磨損的紅色纖維是聚乙烯,但對幼魚來說可能看起來和食物沒兩樣。在一項2017年的研究中,普利茅斯海洋實驗室和普利茅斯大學的研究人員捕撈了一群仔魚,結果發現有3%的仔魚吃下了微塑膠纖維。攝於英國普利茅斯的海洋生物協會。塑膠種類由普利茅斯大學鑑定。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager

左邊是魚的食物,右邊是塑膠。從英吉利海峽取來的少許表層海水中,有一隻狀似蝦子的鱗蝦,體長約8公釐;還有一隻比較小的十足類甲殼動物,以及一隻橘色海星,牠才剛度過在薄膜中漂浮的幼蟲階段。右邊的白色碎片和磨損的紅色纖維是聚乙烯,但對幼魚來說可能看起來和食物沒兩樣。在一項2017年的研究中,普利茅斯海洋實驗室和普利茅斯大學的研究人員捕撈了一群仔魚,結果發現有3%的仔魚吃下了微塑膠纖維。攝於英國普利茅斯的海洋生物協會。塑膠種類由普利茅斯大學鑑定。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager

 

惠特尼和葛夫會來到夏威夷研究海洋科學完全是偶然。37歲的惠特尼在新澤西州長大,小時候的志向是成為獸醫。他於2006年來到檀香山,以志工身分參加一項調查座頭鯨數量的計畫。就讀研究所時,他的研究對象縮小到海洋中最微小的生物。

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40歲的葛夫在聖地牙哥長大,還不識字就會衝浪了。一年暑假在NOAA打工的經驗讓他堅信海洋絕不只是遊樂場而已。幫忙割掉纏繞在夏威夷珊瑚礁上重達65公噸的漁具後,他進入了研究所就讀,為的是成為海洋學者。他專門研究風、潮汐及海浪對海洋生態系,尤其是對海面油狀物的影響。

海面油狀物只會短暫存在,一旦天氣變壞就會開始散開,這使得研究海面油狀物非常有挑戰性。葛夫和惠特尼會帶我去看歐胡島外海的海面油狀物,是因為那裡很靠近他們的實驗室,但他們主要的研究地點是在夏威夷大島的西側,那裡的兩座火山比歐胡島的懷厄奈山脈更能擋住海風。陡降的海床帶來了意外的好處:海面油狀物引來的海水魚群之中,除了岩礁魚類,還有來自更深層海洋的魚類,包括商業價值很高的鬼頭刀、劍魚及旗魚。

「我們最酷的發現之一是這裡的多樣性,」惠特尼說:「有深海魚、中層海水魚,以及岩礁魚,全部都在生命最初幾個星期在海水表層互動。這種現象實在太特別了。我想不出地球上還有哪個地方可以讓來自不同區域的幼體共享一個育幼場。」

他和葛夫本來就預期會在海面油狀物中發現塑膠,因為夏威夷島鏈位於太平洋垃圾帶的漂浮範圍內。他們原本聚焦在仔魚的基礎研究上,然而樣本中含有的塑膠實在太多了,他們不得不修改計畫。

初步結果顯示,集中在海面油狀物中的塑膠,比集中在這裡的仔魚還要多。惠特尼和葛夫發現,在海面油狀物以外的海水,仔魚數量幾乎是微塑膠的三倍;但海面油狀物內則正好相反:微塑膠的量是仔魚的七倍以上。

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「我們沒想到會發現這麼大量集中的微塑膠。」葛夫說。他們最早解剖的幾條魚中就有一條的腸子內有塑膠。

畫上網格的培養皿有助於NOAA的技術人員整理樣本,並鑑定裡面的微小生物,像是最左排中間格子外的豆娘魚仔魚。每個格子的長寬都是1公分。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

畫上網格的培養皿有助於NOAA的技術人員整理樣本,並鑑定裡面的微小生物,像是最左排中間格子外的豆娘魚仔魚。每個格子的長寬都是1公分。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

這份海水樣本中,藍色塑膠袋已開始分解;兩條扭曲變形的漁網繩頭讓藻類和其他生物聚集其上;一條體長不到5公分帶有斑紋的鬼頭刀仔魚(中右)轉身游離繩子;一條2.5公分長的鱗魨則游向一塊三角形白色塑膠碎片,這隻鱗魨約十週大,差不多到了返回礁石的年紀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

這份海水樣本中,藍色塑膠袋已開始分解;兩條扭曲變形的漁網繩頭讓藻類和其他生物聚集其上;一條體長不到5公分帶有斑紋的鬼頭刀仔魚(中右)轉身游離繩子;一條2.5公分長的鱗魨則游向一塊三角形白色塑膠碎片,這隻鱗魨約十週大,差不多到了返回礁石的年紀。攝影:大衛.李特舒瓦格 David Liittschwager,攝於夏威夷凱魯瓦NOAA太平洋島嶼漁業科學中心的臨時野外實驗室。

 

這類塑膠所造成的傷害目前在科學上仍無定論。不過實驗室的檢驗已提供了一些線索。如果魚類吃進去塑膠,食慾及成長速度都會降低,這可能會影響到牠們的繁殖,最終影響到魚群的數量。「雌魚長得愈大,體內的卵就愈多,生出的後代也就更多。」俄勒岡州立大學的毒物學家蘇珊.布藍德說。

惠特尼和葛夫的實驗室解剖了超過650條仔魚,這些仔魚的體長大多在8公釐至13公釐之間。他們發現在海面油狀物裡捕到的仔魚,有8.6%體內含有塑膠,聽起來好像不太高,而在海面油狀物外的海水捕到的仔魚,體內含有塑膠的比例更不到這個的一半――然而科學家知道,仔魚生存狀態的細微變化,會轉化為整體魚群的巨大變化,而且會因為潟流效應而影響到上層食物鏈。

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NOAA的研究人員在劍魚、旗魚及其他五個魚種的仔魚胃裡,發現經常用以製造漁具的聚乙烯和聚丙烯材質的藍色細絲。細絲看起來很像仔魚垂涎的食物:細小的橈足類,這種略帶藍色的甲殼動物有著細長的觸鬚。

飛魚似乎特別常吃塑膠。飛魚除了是大型魚類(如鯊魚)的獵物,還是夏威夷95%海鳥的主要獵物。這些鳥在吃飛魚時也吃進塑膠了?這會不會影響鳥類呢?葛夫說,研究人員每回答一個問題,就有十個新問題冒出來。

他和惠特尼發現胃裡有塑膠的魚之中,最小的體長大約只有6公釐,但牠吃進去的塑膠纖維又更小。

「這些纖維小於1公釐,肉眼幾乎無法看到,」惠特尼說,這才是「令人震驚的部分:我們看不到的碎片才是問題所在。」

 

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大衛.李特舒瓦格曾為2018年10月號拍攝水母照片。專職撰述勞拉.帕克爾撰寫了2018年6月號以塑膠垃圾為主題的封面故事。

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