【海洋生態】屍體漂流學:尋找海洋裡發生命案的第一現場 (上)

■我們為什麼要知道,以及怎麼知道擱淺鯨豚的身世來歷?

撰文|陳瑩

一個陰鬱的下午。死者陳屍在鹿特丹西北方鄉間的海灘上,身上有多數外傷,但陳屍處的血跡卻少得可憐。警方還來不及圍起封鎖線,就已經引來大批民眾圍觀。「這裡不是命案第一現場,」年輕時曾經隨貿易船到處跑生意的資深驗屍官說,「而且死者不是本國居民。」菜鳥助手瞪大了眼問道,「前輩您怎麼看出來的?」只見驗屍官不疾不徐地啜了啜手中雪茄煙,望著前方怒浪滔滔的北海,幽幽地回答道,「因為我國海域沒有抹香鯨啊!」

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17世紀荷蘭畫家費爾德(Esaias van den Velde)筆下一隻鯨魚(一隻雄抹香鯨)於荷蘭西海岸擱淺的情況。也許是因為在荷蘭海域幾乎不可能有如此大型的鯨豚種類出沒,因此引來許多好奇的民眾聚集圍觀。( "The Whale Beached between Scheveningen and Katwijk, with Elegant Sightseers," by Esaias van den Velde, c.1617.圖片取自於維基百科)

相信各位愛好自然科學的讀者都十分了解,清楚可信的標本產地來源標記在研究野生動植物生態上有多麼重要。產地資訊不明的標本,即便是保存再完整,處理製作再精良,在科學研究上的應用性其實相當有限,徒留一股淡淡的哀傷。當然不同的研究主題會依其研究目的尋求適合的標本類型,但是總括而言,研究用標本最好能是隨機採自於該物種自然棲地內,而且是健康完整的個體。然而,並不是所有的生物,特別是動物,都可以透過直接捕捉的方式進行採集──無法直接捕捉的原因往往不是因為陷阱設計或是擒拿技術上的困難,而是部分物種由於各種因素而受到嚴格的法令規範保護,直接捕殺野外活體進行研究,容易招致強烈社會輿論關切,或是引發不必要道德爭議而影響研究進度,或是損及研究整體價值。所以針對這些棘手的物種,像是鯨魚和海豚,使用在野外隨機發現的屍體執行研究工作,雖然標本的完整性時好時壞,但仍是目前廣受接受的替代方案。

但是!想必各位愛好自然科學的讀者也都知道,鯨魚和海豚是完全水生的哺乳類動物,即便是有部分種類傾向使用相當靠近海岸的棲地,發生擱淺的海岸陸地顯然不可能是鯨魚海豚在正常情況下會出沒的地方。在這種情況下,研究人員往往只能假設這個標本來自於擱淺海灘「附近的水域」。但是到底多大的水域範圍以內可以稱之為「附近」,其實沒有人能夠下一個明白清楚的定義。在此舉一個簡單的例子。中華鯨豚協會和台灣大學長年的台灣擱淺鯨豚調查結果顯示,台灣西海岸每年都有多數種類的鯨豚擱淺,然而同樣是多年密集的調查結果,在離岸三公里以內的水域,研究人員只有發現中華白海豚(Sousa chinensis)和瓶鼻海豚(Tursiops sp.)這兩個種類的蹤跡。所以對於擱淺在台灣西海岸、不是中華白海豚或瓶鼻海豚的鯨豚種類而言,所謂的「附近」顯然必須擴大到離岸三公里以外,不知道終點在哪裡的模糊區域。在講究精確測量,實事證據的科學框架下,這樣的來源地定義也確實是有夠曖昧不清。

為了探究擱淺鯨豚的屍體到底能不能忠實呈現所謂「附近水域」的鯨豚族群結構,澳洲麥考瑞大學(Macquarie University)的研究團隊利用在澳洲大陸南部艾爾半島(Eyre Peninsula)的兩側,也就是大澳洲灣(Great Australian Bight)和斯潘賽灣(Spencer Gulf)兩處海域生息的瓶鼻海豚和短吻真海豚(Delphinusdelphis),進行了一個概念簡單但是結果明確的實驗。該團隊先是使用非致死性生物採樣方式(biopsy)直接從野外活蹦亂跳的海豚身上採集一小塊組織樣本,再採取於同海域海岸邊過去二十年來蒐集的擱淺海豚屍體樣本(51隻瓶鼻海豚和54隻真海豚),然後分別使用分子生物技術的方式取得基因資料重建海豚在當地的族群結構,再相互對照結果。結果發現,活海豚樣本顯示生活在近岸海域的瓶鼻海豚族群,在大澳洲灣和斯潘賽灣之間有明顯的族群分化,但是這樣的族群差異在卻沒有在僅使用擱淺海豚進行分析的結果中呈現出來。而生活在相對離岸區域的真海豚,不管是使用活海豚樣本還是擱淺海豚樣本,都沒有表現出明顯的族群分化現象。

圖二、澳洲研究團隊收集擱淺瓶鼻海豚屍體的地點(A),以及使用族群遺傳分析軟體STRUCTURE得到的瓶鼻海豚族群組成圖 (B, C)。圖B為僅使用擱淺屍體,而圖C則是使用非侵入性活體採樣及擱淺屍體所預測出的族群模式。圖中每一直條為一個海豚樣本,而兩種顏色的比率代表這隻海豚屬於紅色或綠色族群的機率。在僅使用擱淺屍體的情況下(圖B)大澳洲灣東部和斯潘賽灣的海豚屬於紅色或綠色族群的機率大致相同,表示兩地海豚可視為同一族群;然而在加入使用大量的活體採樣標本後結果有了變化-結果顯示大澳洲灣東部的海豚大部分來自於紅色族群,而斯潘賽灣的海豚則多屬於綠色族群 (圖C)。(圖片改編Figures 1 and 5 inBilgmannet al.2011.PLoS One, 6: e20103.)
圖二、澳洲研究團隊收集擱淺瓶鼻海豚屍體的地點(A),以及使用族群遺傳分析軟體STRUCTURE得到的瓶鼻海豚族群組成圖 (B, C)。圖B為僅使用擱淺屍體,而圖C則是使用非侵入性活體採樣及擱淺屍體所預測出的族群模式。圖中每一直條為一個海豚樣本,而兩種顏色的比率代表這隻海豚屬於紅色或綠色族群的機率。在僅使用擱淺屍體的情況下(圖B)大澳洲灣東部和斯潘賽灣的海豚屬於紅色或綠色族群的機率大致相同,表示兩地海豚可視為同一族群;然而在加入使用大量的活體採樣標本後結果有了變化-結果顯示大澳洲灣東部的海豚大部分來自於紅色族群,而斯潘賽灣的海豚則多屬於綠色族群 (圖C)。(圖片改編Figures 1 and 5 inBilgmannet al.2011.PLoS One, 6: e20103.)

簡單來說,澳洲的研究結果直白地告訴我們,使用擱淺海豚樣本並無法完全反映出「附近海域」的海豚族群結構,特別是那些在小尺度範圍內依然呈現分化現象的族群。可惜的是,小尺度內的族群分化現象,卻是分類學家和演化生物學家最有興趣的研究課題。如果我們無法確定擱淺現場「附近」是不是鯨豚生前的活動領域,那麼有沒有辦法,至少推測出命案發生的大概位置?

答案是有的!在下集的文章中,我們將介紹法國拉羅謝爾大學(Université de la Rochelle)的研究團隊如何應用法國氣象局開發的漂流物預測模型MOTHY (ModèleOcéanique de Transportd’HYdrocarbures)驗證海豚屍體漂流之謎,以及後續實際在保育生物學研究上的應用。敬請期待!

參考文獻:
周連香、李政諦。2010。中華白海豚棲地熱點評估及整體保育方案規劃。行政院農業委員會林務局委託研究計畫系列報告。98-林發-09.1-保-29(01)。
姚秋如、張沔、王志庭、林禾弁、羅筱茜、秦維謙. 2012. 臺灣鯨豚擱淺模式分析期末報告。101年度臺灣鯨豚擱淺、教育宣導暨研究統籌計畫成果。行政院農業委員會林務局農業管理計畫-101年度細部計畫。101林管-02.1-16(3)。
Bilgmann, K., Möller, L. M., Harcourt, R. G., Kemper, C. M. andBeheregaray, L. B. 2011. The use of carcasses for the analysis of cetacean population genetic structure: a comparative study in two dolphin species. PLoS One, 6:e20103.

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