Popular Science
Popular Science

傲視群雄──藤壺特異的生殖器官

陳國勤


  動物的交配方法受其生活模式所影響而變化萬千。行動能力強的哺乳類生物因雌雄相遇的機會高,大多進行體內受精。在無脊椎動物中,有很多生物為底棲生活而行動力極低,雌雄可相遇之機會極微。例如文蛤長期生活在泥沙中,根本不可能尋求可交配的對象,在此生活條件下, 文蛤會把精子及卵子排放在水中,讓精子和卵子在水中結合成浮游的胚胎。藤壺則是一種成體不能移動,以濾食海洋浮游生物為生的甲殼類生物。牠們有像蝦一般的身體, 居住在自己製造的殼內,身體具有六對蔓足。在分類系統上,藤壺是甲殼亞門中之顎足綱的蔓足亞綱。藤壺為固著的生物,他們的基底用藤壺膠牢牢地貼在岩石上而不能移動,他們是怎麼進行交配呢?
  可能你會問,藤壺是否會像文蛤一樣,把精子和卵子排放入水中,使兩者於水中結合呢?答案是不。因為藤壺生長在水流湍急的地方,倘若牠們把精子和卵子放在水中,卵子不易和精子相遇,也會因被水流沖散而難以結合。藤壺大部分品種是雌雄同體,一個個體中兼有陰莖及卵巢。但藤壺會在不同時期長成雄性或雌性。當藤壺是雄性的時候,他們會把陰莖伸出殼外,去探索當時為雌性的個體,並將陰莖伸入其殼中釋放精子使卵子受精。因藤壺無法移動,他們的陰莖的長度可達身體長度的數十倍, 如此才可搜尋到位在附近的雌性個體與其交配。以體型的比例而論,藤壺是在動物界中陰莖最長之生物。 藤壺在海洋環境中無所不在,牠們的蹤影遍及潮間帶、珊瑚礁、淺海、深海,甚至海龜與鯨魚身上。在岩石之高潮區,我們可發現有體型小小的小藤壺(Chthamalus屬), 在中潮區可找到笠藤壺(Tetraclita屬),在低潮區可看見巨藤壺(Megabalanus)。在紅樹林之樹幹上可看見白脊 管藤壺(Fistulobalanus),在珊瑚中,有共生的塔藤壺科,在螃蟹和海龜身上,常可見到龜藤壺(Chelonibia), 在海豚身上可看見Xenobalanus,在鯨魚的身上或尾鰭上能見到鯨藤壺(Coronula)。在深海中,可找到鎧茗荷(Scalpellum),在漂浮的的浮球或垃圾中,可找到茗荷(Lepas)。
  因藤壺交配中會把陰莖伸出殼外,比較容易觀察到, 所以他們是適於研究交配生態學的極佳生物。在全球氣候變遷下,氣溫不斷上升,在高溫環境下,生物之交配是否會受到高溫而影響到下一代的繁殖?
  我們將潮間帶常見之白脊管藤壺自野外採集活體,將其馴養於實驗室環境中,並模擬每天滿潮及乾潮之環境。當藤壺在乾潮時,以強力鹵素燈模擬太陽之熱力,將藤壺的體溫加溫至39 ℃及45℃,並與對照組〈室溫〉作比較。結果發現加溫至39 ℃及45℃之藤壺交配頻率比對照組少達一倍以上。在加溫後之藤壺,雖然還有少量個體交配,但他們都沒有釋出幼體,估計精子在高溫下受到破壞而不能使卵子受精。根據此項實驗推測:在全球暖化的環境下, 雖然生物可承受壓力而生存,但其交配及繁殖會大受影響,導致不能成功繁殖下一代,使得幼生難以維持可續性之群落結構。
  藤壺在生態及人類生活中扮演著重要的角色。在生態上,藤壺是濾食生物,在食物鏈上將浮游生物之能量轉化到食物鏈中更高的位置;在經濟價值上,藤壺是一道美味的海鮮料理,在馬祖,笠藤壺及有柄藤壺中之龜足是居民常烹煮的海鮮食材;在日本則是屬於高價位的海鮮食材, 現今還發展了相關的養殖產業。在全球氣候變遷上,藤壺之交配受到高溫而影響到下一代的繁衍,是會對他們的生態造成重大的威脅。


圖一、藤壺是甲殼類生物,身體具有六對蔓足。屬於「無柄目」中的大部分品種有火山型的外殼。


圖二、藤壺是雄性時,會把陰莖伸出殼外,去探索當時為雌性的個體, 並將陰莖伸入其殼中釋放精子使卵子受精。因藤壺無法移動,他們的陰莖的長度可達身體長度的數十倍。(余慧盈 攝)
 
圖三、藤壺(A)在很多人的印象中,它們是種外殼形狀像一座火山的生物,藤壺在日文中念做「フジツボ」,意為藤壺或是富士壺,意思是像富士山(B)形狀的器皿。


圖四、藤壺在西班牙、葡萄牙及日本是高貴海鮮。Pollicipes屬的有柄藤壺在西班牙的超市及餐廳有售(A-C);有柄藤壺中之龜足,在 馬祖也稱為筆架(D);龜足在台灣馬祖、日本和歌山、日本高 知是常見的海產(E),在海鮮店中可嘗其味道;大型之藤壺屬品種產於日本北部(F),在台灣宜蘭大溪漁市有售賣巨藤壺作海鮮(G)。台灣部份海鮮餐廳有供應藤壺為海鮮(H),並在菜單上稱之為「海底火山」(I)。


圖五、在鯨魚身上長有鯨藤壺屬的藤壺。鯨藤壺屬的藤壺殼型呈六角型(A);鯨藤壺側面(B);丹麥自然史博物館一塊乾製的鯨魚皮上長有鯨藤壺(C); 丹麥自然史博物館中之鯨藤壺標本(D);在臺灣南部採得鯨藤壺化石(E),顯示臺灣西南海岸在遠古是鯨魚游經的路線。
 


後 記

  海洋之大,無奇不有,盼在有生之年可盡力研究以滿足對海洋之好奇。

 

作者簡介


陳國勤
中央研究院生物多樣性研究中心研究員,副主任。香港大學博士,專長為潮間帶生態,藤壺分類及生物學。現為世界海洋物種目錄(WoRMS)之藤壺分類總編,以更新藤壺最新分類。陳國勤博士也是國際學術期刊,動物學研究之總編輯,英國海洋生物協會期刊
(JMBA UK)及Zookeys之主題編輯。

Copyright © 2021. All rights reserved.