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造一座海洋種子銀行:海生館水下採集、植入晶片,要在2030年前保種300種石珊瑚

環境資訊中心

更新於 10月14日08:48 • 發布於 10月14日02:00 • 環境資訊中心 報導

潛入澎湖水下15公尺,陽光穿透海面灑落在珊瑚礁盤上,魚群穿梭一片片如鹿角般盤踞的石珊瑚,盡顯生氣盎然。國立海洋生物博物館(簡稱海生館)的研究團隊正拿著採集工具與樣品袋,在不破壞棲地的前提下,以人力敲下珊瑚分株,這是一場與時間賽跑的「拯救基因大作戰」。

全球氣候變遷引發的海洋熱浪與海洋極端寒害,正為平靜的海底世界掀起滔天巨浪。海生館研究團隊遠赴澎湖將軍嶼、望安及南方四島採樣,計畫將這些歷經極端氣候考驗的石珊瑚帶回屏東,建立一座「活體石珊瑚種原庫」。這項由台達電子文教基金會支持的計畫,目標在2030年前保種300種台灣本土石珊瑚。

澎湖南方四島東西嶼坪的北側的珊瑚礁生態,主要為大量鹿角珊瑚、萼柱珊瑚和桌形軸孔珊瑚和表孔珊瑚。攝影:林乃絹

為大海存下希望種苗

在望安馬鞍山嶼,海生館展示組主任王立雪身著潛水裝備,熟練的在海底尋找目標。她眼神專注,時不時停下確認珊瑚的外觀和物種,直到確認採集目標,指示手持水下相機的研究助理,仔細記錄每一株珊瑚採集前的原生狀態、水深與周邊環境,另一名助理則小心翼翼將敲下的珊瑚分株,放入透明密封袋中。

水下採樣作業講究細節,因為珊瑚是高度敏感的無脊椎動物,受到外力刺激或溫度劇變,可能會大量分泌黏液,進而白化或死亡。研究團隊須在水下迅速完成初步處理,確保每一株攜帶不同基因密碼的珊瑚,都能以最佳狀態登上研究船。

海生館研究團隊在望安馬鞍山嶼海面下進行石珊瑚保種計劃作業,由展示組主任王立雪帶領尋找採集目標。攝影:林乃絹

挺過未來氣候逆境

根據台灣珊瑚分類權威戴昌鳳教授的圖鑑紀錄,台灣海域約有550種石珊瑚,約占全球1700多種石珊瑚的1/3,展現極高的生物多樣性。然而,聯合國IPCC報告指出,若全球升溫達1.5°C,全球珊瑚礁將減少70%至90%;若升溫達2°C,超過99%的珊瑚礁將面臨滅絕危機。

長期以來,大眾對傳統珊瑚保育的印象多半停留在「海床扦插」或「無性生殖復育」。海生館團隊這次推動的是回歸保育根本的種原保護,更接近「種子銀行」概念。團隊並非直接拿海生館內既有的展示珊瑚,而是向主管機關申請合法採集證,前往台灣恆春半島、蘭嶼、綠島、澎湖乃至東沙等不同海域採樣,並為每一株珊瑚植入RFID晶片進行嚴格溯源管理。

王立雪強調,野外插枝復育固然重要,但若缺乏基因多樣性,往往難以抵抗未來的氣候逆境。「沒有每個地方都需要人工介入,因為當你環境沒有改變變好之前,你放什麼東西下去,可能都沒有辦法好好生存。」他說。

「就像蘭嶼歷經了大白化,它其實有從下面來的補充群,所以在五年內,當環境恢復好的時候,它就會長回來原本的覆蓋率,甚至更多;像恆春半島的話,因為人為開發跟強降雨,本來是石珊瑚的棲地,反而變成藻類附著的比較多,你現在再去種再多,它也不可能提高珊瑚覆蓋率。」她補充道。

珊瑚也能「溯源管理」

談到海生館與台達電支持的珊瑚復育計畫的核心目標,王立雪說,希望能夠在2030年保種300種的石珊瑚。「台灣的石珊瑚550種左右,400種左右是比較淺水的珊瑚,100多種是深海單體珊瑚。」

石珊瑚的重要性來自於造礁珊瑚有立體結構,可以有效保護生物棲地、鞏固海岸線、也能穩定生態系,另一方面,與生醫產業的骨材開發和觀光產業的關聯也密不可分。

王立雪解釋說,就像物種保存中心,「我們採的珊瑚都會用RFID晶片標記,未來增殖的物種就會知道來源,就有點像蔬菜可以溯源到它是哪一個農場出來的,就會確保它的基因型是合適當地的物種。」

比較耐寒或耐熱的珊瑚可能有不同的共生藻或共生菌,經過開發調整增殖條件,使瀕危物種更適合移植到新環境,讓它們不只是長得快,且要有好的結構,在野外更容易存活。另一方面,不同海域同樣的珊瑚種類可能基因型存在差異,未來復育時也應優先選擇相同海域附近的基因型。

這種「溯源管理」能避免將A地的基因型,盲目移植到B地造成基因干擾,透過次世代定序(NGS)技術與微電腦斷層掃描,團隊能精準掌握每一株珊瑚的基因族群與骨骼結構,建立起台灣最完整的石珊瑚活體檔案庫。

手持水下相機的海生館研究助理需拍攝影像,用以了解珊瑚採集前的原生狀態。攝影:林乃絹

澎湖珊瑚遇熱浪與寒害的雙重夾擊

澎湖海域擁有豐富的珊瑚礁生態,但也正處於極端氣候衝擊的最前線。除了全球暖化海水升溫,澎湖還多次受寒害威脅,讓澎湖海域的珊瑚礁的自我修復變得極為艱難。

農業部水試所歷史數據顯示,澎湖自2008年起,2011、2016、2018和2021年皆遭遇強烈冷氣團襲擊,海溫連續十多天降至15°C以下。罕見的低溫紀錄,造成漁業嚴重災損,淺水區珊瑚死亡率超過八成。

在澎湖將軍澳經營觀光潛水20年的「島澳七七」船長葉生弘,親眼見證了這片海域十多年來的變化。

「2018年那時候將軍(珊瑚)死了90%,就跟南方四島2021年(珊瑚遇寒害)死掉之後的情況是一樣。可是將軍經過18年活回來了,但是種類還是沒那麼多,是單一物種量很多,比如說軸孔珊瑚的紫色或藍色很多,但是以前的粉紅色、綠色的軸孔珊瑚就還沒回來。所以南方四島一樣還是會再回來,但是可能要十幾年。」葉生弘說。

澎湖南方四島曾經擁有世界罕見的高密度的珊瑚覆蓋。攝影:林乃絹

對於深耕澎湖潛水觀光多年的葉生弘而言,珊瑚保種計畫不僅是學術研究,更關乎整個海洋產業的命脈。

曾經潛遍埃及西奈半島、馬爾地夫、泰國斯米蘭、印尼四王群島等世界級潛點的葉生弘指出,許多熱帶國家海域近年珊瑚白化極為嚴重。相較之下,澎湖南方四島曾經擁有世界罕見的高密度的珊瑚覆蓋,過去像地毯般綿延100公尺的「紫色薰衣草森林」撐過2008年寒害,也成立國家公園,但極端氣候正逐步啃蝕這份自然資產。

葉生弘以生動描述形容:「沒有珊瑚礁,短期內是看不出它在變化的。等你發現魚沒了,它源頭就是因為珊瑚礁死了。因為很多珊瑚礁魚類的小魚或魚卵藏在珊瑚礁區,所以珊瑚礁像公寓的概念。如果珊瑚礁大量死掉,海底生態就會像墳場一樣。」

珊瑚礁若因白化或寒害死亡而變成「水下墳場」,整體觀光價值與漁業資源將遭受毀滅性打擊。對葉生弘來說,建立陸上種原庫是一道為海洋買保險的關鍵防線。

打造全台灣最具規模的珊瑚方舟

目前海生館已經累積收集了約140多種石珊瑚,此趟澎湖之行增加了約20種物種。

王立雪指出,海生館因地利之便,去年底開始在恆春半島做潛水採集。這一次去南方四島,主要是東西嶼坪的北側,有很大量的鹿角珊瑚、萼柱珊瑚和桌形軸孔珊瑚,還有一些表孔珊瑚,例如玫瑰珊瑚。「多天的離島工作,外面的條件我很難控制,所以它(珊瑚)的存活率,會是我們現在需要努力克服的一件事情。」

採集作業結束後,研究團隊必須在研究船上透過持續的水流循環與嚴格的控溫系統,洗去珊瑚因緊迫分泌的黏液與附著的海綿或寄生生物等。回到海生館後,珊瑚需先經過檢疫,接著標誌RFID晶片,再進入保種編碼系統,定期記錄珊瑚的基礎生長特性、固鈣效率,進而知道需要何種營養來源和共生有助於成長。

然而,隨著進度推進,保種工作將面臨更多挑戰,像是分類鑑定與人工養殖環境中的空間競合問題。

研究助理以小鐵錘敲下珊瑚分株。攝影:林乃絹

透過四座獨立控溫控光的展間,總共24座精密的養殖缸,海生館將模擬水深不同的水溫、光照與水流環境,使珊瑚更接近原始的環境。當然,水族缸空間也須面對養殖考驗。「石珊瑚不會動,但是因為有些他的觸手會根據水流自己延伸,互相的競爭關係,有些比較會分泌黏液(抑制周圍物種成長),所以我們現在都會先試養它一陣子,確認A不會打B,就可以把它養在稍微近一點位置。」王立雪解釋道。

當海洋變遷持續加速,海生館正為台灣的海底森林打造一艘「陸上方舟」,正如王立雪在訪談最後所言:「沒有什麼來不來得及,開始做總是比不做好。」

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