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Jul. 12 2021

這種巨型海葵的菜單上竟然有……螞蟻?

  • 當研究員克里斯托弗.威爾斯發現這些巨羽海葵會吃螞蟻時,他驚訝地說:「這完全出乎我的意料。」PHOTOGRAPH BY GINA KELLY / ALAMY STOCK PHOTO

    當研究員克里斯托弗.威爾斯發現這些巨羽海葵會吃螞蟻時,他驚訝地說:「這完全出乎我的意料。」PHOTOGRAPH BY GINA KELLY / ALAMY STOCK PHOTO

  • 巨羽海葵屬於大型海葵。PHOTOGRAPH BY AGEFOTOSTOCK / ALAMY STOCK PHOTO

    巨羽海葵屬於大型海葵。PHOTOGRAPH BY AGEFOTOSTOCK / ALAMY STOCK PHOTO

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本研究凸顯出我們對一些水生食腐動物的食性有多無知,以及陸地與海洋食物鏈之間的關係又有多錯綜複雜。

當研究員克里斯托弗.威爾斯發現這些巨羽海葵會吃螞蟻時,他驚訝地說:「這完全出乎我的意料。」PHOTOGRAPH BY GINA KELLY / ALAMY STOCK PHOTO

當研究員克里斯托弗.威爾斯發現這些巨羽海葵會吃螞蟻時,他驚訝地說:「這完全出乎我的意料。」PHOTOGRAPH BY GINA KELLY / ALAMY STOCK PHOTO

在北美太平洋西北岸游泳時,你可能會在水下看到一片片蒼白的食肉「毛絨球」。科學稱這些生物為巨羽海葵(giant plumose anemone),牠們可高達90公分,是地球上最高大的海葵。

儘管巨羽海葵又大又容易觀察,在棲地的生態系中還相當優勢,但我們對牠們仍有許多不了解的地方──比如牠們到底吃些什麼?

部分問題在於,多數海葵用又長又粗的觸手來捕捉及制伏獵物,但巨羽海葵卻生有一簇簇緻密的細小觸手。為此紐約州立大學水牛城分校的海洋生態學家克里斯托弗.威爾斯(Christopher Wells)表示:「這代表牠們以相當微小的獵物為食。」而且這些小獵物被吃下肚後還會被消化成更破碎的爛糊物質。

與其試圖用眼睛在顯微鏡下將這團物質分門別類,威爾斯改以DNA條碼(DNA barcoding)技術,對16隻採集自華盛頓州富萊德港(Friday Harbor)的巨羽海葵的腸道內容物進行分析。這項工具可以從樣本中分離出DNA片段,並與現行資料庫中已知的物種配對。

在所有分析都完成後,出爐的結果使威爾斯目不轉睛。所有預料中常見的浮游動物都榜上有名,如橈足類、藤壺,以及螃蟹幼生等小生物都難逃巨羽海葵的羽狀毒手;其中也有數量讓人匪夷所思的昆蟲DNA,包含三種蠅、一種蜜蜂,以及一種甲蟲。但最讓人摸不清頭緒的比對,則來自於淡腳毛山蟻(pale-legged field ant)這個物種:海葵腸道內容物中有98%的昆蟲DNA都來自這種螞蟻。

「這完全就是個驚喜,我根本沒料到!」研究的第一作者威爾斯表示。這篇發表在《環境DNA》(Environmental DNA)期刊的論文更宣稱,這是人們首次應用DNA複合條碼(DNA metabarcoding)來研究海葵的腸道內容物。

螞蟻之謎

從阿拉斯加到加州都能發現巨羽海葵的蹤跡, 牠們透過過濾水中的微小生物為食,食物尺寸通常小至幾個細胞大小的動物,大至螞蟻。有別於其他海葵用長長的觸手將食物送進口中,巨羽海葵在捕捉到小型獵物後,是靠著一連串相互交錯的溝槽將食物導入胃中。

從巨羽海葵腸道內容物的DNA對比出的生物中,多數在生命週期的最初階段確實是自由漂浮的卵或幼生體,因此成為海葵的盤中飧並不意外。但「螞蟻」是怎麼回事?雖然科學家還不清楚牠們是怎麼跑到這些水下掠食者口中,但他們也給了個不錯的理論。

淡腳毛山蟻準備要繁殖的時候,會大舉飛上天空尋找對象。隨後,雌蟻會降落到地上準備打造自己的蟻巢,她們的故事才正要展開;但雄蟻呢?還真可說是除死無大事了。

雖然威爾斯不記得他在調查海葵時,飛蟻的數量是否有特別多,但他說在富萊德港周圍確實有很多飛行昆蟲。而其他科學家已經記錄過,淡腳毛山蟻會在8月婚飛與交配──正好是該研究採集海葵樣本的時間。因此或許可以這麼說,這些昆蟲只要落入水中、隨波漂流,直到碰到一叢「肉食蒲公英」就行了!基於其他發現的DNA也來自於會飛的昆蟲,這應該也不是偶然。

「許多動物得益於雌、雄蟻婚飛時的數量大爆發。我想,某些生殖蟻吹落到附近海域中,成為海洋生物的獵物也是不無道理。」康乃爾大學昆蟲標本館兼任館長與研究員的昆蟲專家科里.莫羅(Corrie Moreau)說。

巨羽海葵屬於大型海葵。PHOTOGRAPH BY AGEFOTOSTOCK / ALAMY STOCK PHOTO

巨羽海葵屬於大型海葵。PHOTOGRAPH BY AGEFOTOSTOCK / ALAMY STOCK PHOTO

至於水面下發生的事呢?海葵專家暨澳洲昆士蘭熱帶博物館(Museum of Tropical Queensland)的名譽研究員米凱拉.米切爾(Michela Mitchell)同意道,雖然不常見,但海洋獵食者捕食陸生昆蟲也是有可能。

實際上,那些分布更廣泛、覓食更不忌,也有能力吞下更大型獵物的粗觸手海葵,早已被人發現會吃下各式各樣的東西──從三明治的麵包皮到整隻兔子都有紀錄。

「關於海葵的覓食生態研究做的還是太少。」米切爾說。

實事求是

即便目前看起來是「海葵吞了一些螞蟻」,但在真的有人目睹海葵吞下螞蟻,並得到科學上所謂的「基準真相」(groundtruth)之前,米切爾提醒大家還是要謹慎考慮其他可能。好比說,海葵吞下地可能是螞蟻的掠食者,而螞蟻是在這個掠食者的肚子裡。

「你彷彿在一個鏡子迷宮中看著『腸道內容物』反映在鏡面上,然後邊確認著這些食物是什麼,邊沿著食物鏈一路摸索下去。」米切爾說。

身為研究共同作者的古斯塔夫.波萊(Gustav Paulay)表示,雖然鑑於DNA複合條碼的特性這類誤導確實可能,但在這個案例裡卻是未必。

「海葵吃的食物尺寸大多數都是螞蟻大小,所以一隻大到能吞掉足夠多螞蟻(多到能在定序分析中測出一定的數值),應該也不會出現在海葵的菜單上。」佛羅里達自然史博物館的無脊椎動物學研究員波萊說:「海葵吃的其他食物多是微小浮游動物,這些動物無法對付螞蟻。」

研究團隊還在海葵的胃內容物中發現一種蛛形綱動物──一種甲蟎(oribatid mite),這些小生物大多數是陸生的,但也有一些水生種類生活在海洋中。

這個問題直指了DNA複合條碼在研究上的短處──你知道某個物種存在,但無從得知牠怎麼來的。話雖如此,這項研究仍然是個令人振奮的例子,表示該技術能夠用來揭露生物之間人們未曾親見的互動。而且隨著科學家們持續將更多新物種的基因組(genomes)納入資料庫,DNA複合條碼技術只會更加茁壯、實用以及令人欽佩。

你只需要樣本中一顆含有DNA的細胞,威爾斯表示。有了他,「你連一隻橈足類身上的斑點都能鑑別!」

 

延伸閱讀:螞蟻玩家的意外崛起! / 印度一種螞蟻的腦部能萎縮又再生!

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