看見盲鰻,聽見海平面下的聲音風景——莫顯蕎教授的海洋研究世界

圖一、曾經以為「魚類學家就該抽著煙斗、一派斯文」的莫顯蕎教授(圖中),在年過60之際仍一身勁裝乘研究船出海,展現出剽悍的討海人形象。(照片來源:蔡凱恩先生)

滿身黏液、外表古怪的盲鰻,為何會讓臺灣被學界推論為脊椎動物早期發展的重要區域呢?在日照不及之處優游的魚隻,又會有什麼樣的聲景(Soundscape)呢?畢生投注於海洋動物研究的國立中山大學榮譽教授莫顯蕎,從基礎的分類研究進入這個學門,此後悠遊於多種不同的研究途徑之中,但對海洋動物的熱愛與關懷未曾稍減。且由他來為您解惑,看/聽見另一個不同的水下風光。

●從「整條標本」到「一小塊魚肉」的方法學演變

1967年莫顯蕎踏入臺大動物系開始接觸到魚類採集和分類學研究,並且為之著迷。以今日觀之,那時的研究手法還是很「古典」的:採回的魚類整理好外觀之後,以福馬林固定處理,作為體型、結構特徵的辨識根據。他在分類學名家沈世傑教授的研究室學分類技術時,用到的輔助設備也是針對魚體的外觀或體內結構,包括了照相機、X光機、投影機等等。這一方面是當時DNA分析技術還沒發展成熟,軟硬體設備都沒有現在這麼先進;二方面則如莫顯蕎所回憶的:那時有些學生「連DNA、RNA還分不清楚。」

到了現在,處理標本的方式就跟以往不同了:福馬林因為氣味有刺激性、又是致癌物質,因此通常只有在一開始固定魚體時會使用。以臺大魚類標本館為例,以往用福馬林來浸泡保存的標本,在1990年代之後也都漸次將保存液更換成酒精。而如果要做DNA研究,那又是另一種處理模式:採回的魚體可改採直接冰凍、或是用70%以上的高濃度酒精來固定。

在DNA研究等分子生物學研究方式當道之際,莫顯蕎身為古典分類學訓練出來的研究者,也不免有些感慨:拜今日研究工具發達,一點點魚肉就能分析出很多資訊;不過,如果只看到一點點魚肉而看不到整個魚體,是否也代表著魚類學最基礎的一些東西也看不到了呢?

●盲鰻研究:從全球視野看臺灣特有物種

在美深造期間,莫顯蕎接受到另外一種研究途徑的訓練──以全世界為研究範圍,以一個高階分類類群做為研究主題,來討論全世界的物種的演化,這與他眼中當時臺灣的學術進程:致力於物種的分類和發現,大不相同,卻又有相輔相成之效。

他對盲鰻的研究就是兩者結合的代表。其實盲鰻並不是鰻魚,大多數生活在深海,並沒有眼睛。牠是腐食性動物,以病弱的魚類或是屍體為食,可說是海底的清道夫。雖然長期以來臺灣漁民對盲鰻並不算陌生,不過臺灣學界要到1958年1月,楊鴻嘉在高雄魚市場發現「楊氏盲鰻」,才首開學術觀察、登載的紀錄。為了確保盲鰻的來源,莫顯蕎和他的學生乘船出海以籠具誘捕。

圖二:「沈氏黏盲鰻(Eptatretus sheni )」,以臺大動物系沈世傑教授為學名,以表彰他在魚類分類學的貢獻。(照片來源:臺灣魚類資料庫)

莫顯蕎在盲鰻的發現以及研究方面頗有貢獻,他發現一個奇特的現象:盲鰻是很少見的生物,品種也不算多,到2012年為止發現約80種;但光是在臺灣一隅之地,卻可以看到十多種盲鰻(註) ,而盲鰻又是脊椎動物的祖先。根據這些資訊,莫顯蕎指出:臺灣是脊椎動物祖先演化發展相當重要的一個地方,除了種類甚多之外,目前所知粘盲鰻亞科中最古老的兩種,一種棲息在屏東東港外海一帶,另一種在宜蘭大溪外海。

除了時間維度的盲鰻演化之外,莫顯蕎對於空間維度的海底世界研究,也很有興趣。

●海平面下的聲景

在光線無法深入的海水中,人們會改用聲波來取代光波「觀看」──軍方用聲波探測潛艇,漁民用聲波尋找魚群。推而廣之,如果用聲音來探索海底世界的知識,又會是哪種光景?

赴美之初,莫顯蕎原本對魚類行為研究興趣較濃,不過因為指導教授是系統分類的權威,因此直到1970年代末,來到美國佛羅里達州港口海洋研究所(Harbor Branch Oceanographic Institution)擔任博士後階段的兩年期間,才真正接觸魚類行為學及生物聲學(Bioacoustics)的研究。回到臺灣後,他也開始教授相關的課程。動物行為與腦和神經息息相關,因此他曾有一名學生在修了課之後,轉換跑道去研究動物的自閉症之中涉及的神經生理機制。

與「聲納(SONAR)」不同,海洋生物的聲學研究並非發射聲波探索動物所在位置,而是以錄音器、麥克風被動地收聽動物所發出的聲響,並分析牠們的聲響特徵、為何而發出,具有哪些意義。莫顯蕎歸納魚類叫聲的作用,主要有通訊、防禦和生殖等三種,不同種類的魚叫聲和鳴叫的時機也各有不同,因此水下世界其實遠比岸上的人類所想像的更為喧囂。

圖三、葉鯛(Glaucosoma buergeri) 的發聲系統圖解:圖中的StSm指的是葉鯛的橫紋發音肌(striated sonic muscle),SmSM則是平滑發音肌(smooth sonic muscle),後者透過肌腱T與脊椎骨相連(圖片來源:莫顯蕎等著 ”An Intermediate in the evolution of superfast sonic muscles”)

2006年,莫顯蕎也仿傚漁民「追聲找魚」的作業方式,想藉此「聽」出海中魚群的棲息地和分布狀況,結果這一聽,果真讓他「聽」出了台西沿海一帶雙棘原始黃姑魚的數量銳減,而以石首魚類.為主食的中華白海豚數量也有下降趨勢,因此提出這兩種現象之間可能有所關聯的假設。之後幾年,他的一些研究生也加入了周蓮香教授的研究團隊調查臺灣海峽中棲息的白海豚數量與習性,以規劃保育方針。

莫顯蕎也是臺灣聲景協會的發起人之一。聲景協會觀察的,就不只是光線所難以普及的水下世界,山野中的蟲鳴鳥叫,都在他們的蒐集與研究範圍中。他曾在聲景沙龍分享魚類聲響。聲景時時刻刻在變化。見微知著,除了聲音保存,以及藝術家的聲景再創作之外,聲景,也可以告訴我們關於環境變遷的訊息。比如,如果臺灣西部沿海設置海上風力發電場,人為的噪音給生態系帶來什麼影響。

圖四、莫顯蕎在臉書上介紹水下噪音對企鵝的衝擊:牠們會在聽到噪音時全速遠離,躲到更遠的海域覓食。作為「應景」,他推荐的配樂是披頭四的「快逃啊(Run for Your Life)」。(圖片來源:臉書粉絲頁Chiron Marine Education, Ltd., 續洋科教有限公司)

 

莫顯蕎一生進入過很多不同的領域,在70載人生之中轉了好幾個彎。但是在這個講究科際整合的世界,像他這樣的學者,或許也是「開風氣之先」!

 

●研究番外篇

「那是第一次吃那麼好吃的東西!」

莫顯蕎曾於2016年與劉淑惠合撰了一篇〈日本明仁天皇探究高鰭鰕虎魚演化之旅〉,發表在老字號的《科學月刊》上。明仁天皇和他的父親裕仁都是知名的海洋生物學者,前者是鰕虎魚領域的權威,因此當「印度太平洋魚類學會(IPFC)」於1985年在東京召開第二次大會時,東道主日本可謂動員「自元首以下」全國魚類學界傾力舉辦,而那時尚未登基的皇太子明仁自然也以學者之姿出席、交流。包括莫顯蕎在內,與會的來賓都深深感受到了隆重與盛大晚宴之款待。有二件事讓他印象深刻,一是現場有許多特勤人員,第二則是宴會的色之多,其中最特別的就是居然有鲸魚肉了。

 

(註)根據臺灣魚類資料庫的數據,臺灣統計共有 13 種盲鰻科魚種;而根據楊鴻嘉所述,到2010年止,證實有棲息於臺灣的盲鰻共有16種,其中14種是新種,且幾乎全是臺灣特有種。

參考資料:

  1. 林宏一、陳藹然主訪,〈莫顯蕎訪談逐字稿20170801〉,2017年8月1日。
  2. 莫顯蕎教授提供之PPT「課程名稱 : 生物學基礎前沿課」
  3. 臺灣魚類資料庫盲鰻科
  4. 國立科學工藝博物館線上演講廳
  5. 郭芳綺,〈海底星光大道 魚兒「歌」喉戰〉,自由時報,2010年4月16日。
  6. Hin-Kiu Mok, Eric Parmentier, Kuo-Hsun Chiu, Kai-En Tsai, Pai-Ho Chiu and Michael L Fine,“An Intermediate in the evolution of superfast sonic muscles”, Frontiers in Zoology, 20118:31.
  7. 楊鴻嘉等,〈臺灣產盲鰻之科學與漁業開發史跡(上)〉,三重:《漁友》 No. 421 (2013年1月),頁32-35。
  8. 蔡凱恩先生所攝的莫顯蕎教授照片網頁

※本文為科教館《科學人物誌》計畫成果內容

 

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