【募科學】複雜而充滿滋味的鰻魚生活
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http://pansci.tw/archives/81359)
講到鰻魚我們都會想到日式料理中的鰻魚飯,但其實日本人眼中最好的鰻魚苗多來自台灣。鰻魚的培育和養殖曾經替台灣賺進大量的外匯,直至今日鰻苗數量不再,鰻魚的養殖產業也漸漸步入夕陽。高雄大學黃永森老師沉浸在鰻魚相關的研究二十餘年,他主要研究的項目是魚類的生殖生理學。
如鰻魚的生活史般經過漂蕩多年,終於抵達港灣的黃永森老師,經歷水試所、海生館不同的研究環境後,終於在高雄大學落腳。他從在法國留學時開始從事鰻魚的研究,經歷二十年來與鰻魚相伴的學術歲月,談起相關的內容依然興致勃勃。
今年,他在〈SciMu科學募資平台〉提出的募資專案〈
鰻魚「少子化危機」如何解除?人工繁殖鰻魚的第一步〉希望能在資金短缺的情況下,找到方法繼續這項研究工作。
因上溪下海而鮮嫩可口
鰻魚是一種耳熟能詳的食材,牠們生活史卻超乎想像地複雜。日式料理常見的白鰻(又稱日本鰻,
Anguilla japonica),幼體出生在馬里亞納海溝附近,剛孵出的鰻魚幼體為半透明幾乎沒有運動能力的「柳葉魚」,循著洋流漂到大陸邊緣時第一次變態為「玻璃鰻」,漂浮到河口的玻璃鰻開始累積色素,就是每年冬天海口魚人撈捕的「鰻線」,在淡水成長的玻璃鰻成為「黃鰻」,經過數年的發育才再一次變態為「銀鰻」,需要回到海裡才能達到真正的性成熟、配對產卵。
黃老師解釋,鰻魚之所以滑嫩好吃,和牠們的生活史應該有很大的關連。用顯微鏡觀察鰻魚的肌肉組織,可以發現牠們的脂肪分布在肌肉纖維間,就像霜降牛肉,脂肪與肌肉交雜。許多魚類最嫩的地方是累積了許多脂肪的魚肚,鰻魚則是全身都散布了脂肪。黃鰻長大就是一系列養胖的過程,脂肪比例可以高達體重的百分之六十,很可能就是為了累積能量提供不進食的銀鰻時期回游到產卵地之用。
歐洲的研究已經證實黃鰻和銀鰻的發育的重點差異之一就在於體脂肪的含量不同;目前已知,黃鰻的體脂肪需要高到某個程度才黃鰻才會開始變態為銀鰻,而銀鰻則還要等到降海之後才能真正達到性成熟。
“Anguilla japonica" by opencage – http://opencage.info/pics/large_14405.asp. Licensed under CC BY-SA 2.5 via Wikimedia Commons – http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anguilla_japonica.jpg#/media/File:Anguilla_japonica.jpg
生命,自有出路?
最近電影《侏儸紀公園》又拍了續集《侏儸紀世界》,許多人都非常熟悉這句出自侏儸紀公園裡的名言:「生命自有出路。」但鰻魚複雜的生活史,卻像自找麻煩似的,出路難尋。
黃老師表示,就生殖生理學的角度,鰻魚是個非常有意思的研究對象。大小白鼠這類實驗室常見的飼養的物種反而難研究,因為生活史太快,一眨眼所有的事情都過去了;鰻魚則是另一種困難:
所有細節都充滿謎題。
長成的鰻魚必須要離開長大的河川潛入深海,才能達到性成熟;鰻魚的生活史和鮭魚正好倒過來,鮭魚如果受限於某些因素無法降海,仍有機會演化出陸封型的鮭魚,台灣鱒就是個好例子。但假如鰻魚遲遲未能入海,牠們可以在淡水裡長得異常大隻,卻還是不會成熟產卵,停滯在黃鰻時期。2008年就有個新聞報導,在日月潭裡捕捉到一隻175公分長、15公斤重的鰻魚,最後發現那其實是隻澳洲鰻,推測是被人為放到日月潭裡的。
生殖生理學的研究主要希望找出環境的變化影響動物生理的關鍵因子,鰻魚入海後,會遭遇到鹽分、溫度、深度、光線、運動量等等劇烈變化,究竟哪個的刺激因子誘發型態變態以及性腺發育?從黃鰻變態為銀鰻究竟取決於身體體型?或是年齡?為何有一定比例的鰻魚就是無法人工催熟?目前為止鰻魚的生殖還是充滿了謎題。
這也是黃永森老師今年在〈SciMu科學募資平台〉提出的募資專案〈
鰻魚人工繁殖:刺激種魚卵巢發育方法改進之研究〉想要解決的問題。
一尾一億日圓的人工繁殖鰻
一隻白鰻要完成完整的生活史,需要經過溯溪下海,超過三千里的漫長遷徙。在人工環境繁殖鰻魚,因此籠罩了許多的難題尚待解決。直到今日,人工養殖的鰻魚種源還是只能來自野外捕捉的鰻苗。
由於日本鰻魚養殖加工是個非常龐大的產業,日本在人工養殖的研究砸下了大筆的經費。2000年的時候養出了第一代人工繁殖達到性成熟的個體3隻,平均每隻花費一億日圓(三百萬台幣),由於實際上一隻鰻魚的平均產卵量是八十萬顆卵,這可說是以「魚海戰術」完成的研究。目前日本在這方面的研究已經養到了F3(第三代人工繁殖的子代);直到現在的成本是一尾一千萬日圓(三百萬台幣),他們目前期望能做到十年內將成本壓低到一尾一百日元以內。
黃永森老師則自許以自己的實驗室設計,綜合不同的環境調控以及人工注射腦下垂體研磨液,能研發出以簡易設備研究完成的白鰻催熟的操作配方,針對人工養殖建立初步可行可推廣的飼養模式。
「之前曾經達到過GSI(生殖腺指數)超過20,鰻魚約30多就算性成熟了。」
國內嘗試養殖種鰻往往大筆投資在設備,受限於自己的經費以及未來的推廣效益,他希望未來參考日本的研究內容,能以簡單而關鍵的設備完成這項飼養模式的開發。
20年後還看得到鰻魚嗎?
2013年開始,農委會公告除花蓮縣及台東縣,其餘縣市每年自3月至10月底,禁止以任何方式捕撈鰻苗,並輔導各縣市政府公告轄屬至少一條河川之中下游流域,全年禁止以任何方式捕撈鰻魚,讓成鰻降河產卵,以增裕鰻魚資源。農委會會採取這樣的措施,主要就是由於近年來全球的鰻苗數量都在逐漸降低,台灣的鰻魚養殖產業也因此而岌岌可危。
談到大家關心的二十年內還吃不吃得到鰻魚飯。黃永森老師表示:「我想20年內應該都還看得到,60年就很難講了。」
他認為,因為鰻魚溯溪的生活範圍很廣,從台灣、中國大陸沿海一路到東北亞韓國日本一帶,所以鰻苗被捕捉殲滅的速度沒有那麼快,這麼大的範圍,讓牠們至少還有一點點喘息的空間,但是在鰻苗日漸減少、價格越來越高的情況下,可以預見捕捉範圍會逐漸擴大。實際上最有效的資源管理方法,就是這段時間裡大家都不要抓。或者至少在最密集的冬天時段仍然要限制一些時間留給鰻魚苗生路。
對於有些人提議採取放流鰻魚這項保育措施,他則採取比較保守的看法。一方面,人工飼養出來的個體,很難確定鰻魚會不會已經感染了什麼疾病,如此對於野外的族群有可能會有影響;另一方面,人為放鰻魚入海,可實際上的被放流的個體很可能還沒成熟,尚未達到自然界鰻魚回歸大海時的生理狀態。近年來的保育趨勢強調「棲地保育」,只對著一個單一物種用盡資源效用不大,倒不如有效地保護牠們的棲息環境。
科學還只是真理大海之前的小貝殼
Q:請黃永森老師提供一些建言給泛科學的讀者。
A:(頓一下)科學不是人生唯一的解答。
對生命科學有接觸的人都知道,這些年做生科研究的成本越來越高,實際上的發現卻越了越少。以這些年很熱門的癌症研究為例子,每個學生報論文結論都說,這個研究可以替癌症治療帶來一線曙光,聽一聽就會覺得,這麼多年來這麼多個一線曙光加起來總該天亮了吧。
並不是說科學方法或科學態度是錯誤的,而是我們常用的科學研究方法重點在於控制變因,找出那個細節對結果最有影響;對於一些複雜系統的解謎能力相對地弱,只強調科學方法有些時候反而會對於解讀問題構成阻礙。就像我們現在談到中醫,中醫的系統不完全科學,有時候卻能解決西醫無法解決的問題。
科學研究,大概就像牛頓的名言:我們就像在海邊玩的小孩,會為了偶爾撿到的小石頭和貝殼欣喜,卻對面前的真理大海視若無睹。
為什麼現在的鰻魚飯越來越貴越來越少?因為到今日所有鰻苗都還是來自越來越少的野外撈捕。想在人工環境下繁殖鰻魚,還有很長的路要走。本研究需要你支持,挑戰鰻魚人工繁殖第一步:改進刺激種魚卵巢發育之方法。