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2012-11-01台灣之光與美麗海葵—同步輻射在海洋生物研究的應用 515 期

Author 作者 彭紹恩/任職國立海洋生物博物館

另類的「台灣之光」指的是象徵國家高科技能力指標的「同步加速器光源」,位於新竹的國家同步輻射研究中心內,而美麗海葵則是生長於台灣南部海域的一種刺絲胞動物。高科技的台灣之光是如何邂逅國境之南的美麗海葵?並為珊瑚共生奧秘的研究注入一道曙光?以下將藉由國立海洋生物博物館(海生館)的應用研究說明一二。

雖逢暑假夏日炎炎,但國境之南的墾丁海域總能吸引成千上萬的遊客,相信曾潛入水下的訪客,無不被眼前絢麗繽紛的珊瑚以及生氣蓬勃的珊瑚礁生物所震懾,讚嘆、珍惜、保育之情則隨之而生,但您可知這龐大浩然的珊瑚礁生態系基礎為何?維持珊瑚礁健康的關鍵因子又為何?答案就是——「珊瑚與渦鞭毛藻的胞內共生現象」。

事實上,珊瑚與渦鞭毛藻(或稱共生藻)的胞內共生現象(Coral-dinoflagellate endosymbiosis)非常神奇,是植物細胞(共生藻)生長於動物細胞(珊瑚或海葵等)內的一種互利共生現象。共生藻有如珊瑚或海葵的「太陽能發電機」,能將光合作用的產物供應給寄主(珊瑚或海葵等)使用,並能吸收珊瑚產生的多種代謝廢物,轉換為可利用的養分,更神奇的是這太陽能發電機能在珊瑚體內進行繁殖並增加數量,以符合珊瑚成長所需。珊瑚體內有如農場般,靠著共生藻源源不絕的從事生產,不僅自給自足更供應整個珊瑚礁生態系的能量需求,因此珊瑚能在寡營養鹽的海域生存並成為棲地及食物,以支持維繫魚類、無脊椎動物及軟體動物等海洋生物的生存。

大家耳孰能詳的「珊瑚白化」現象,其實就是胞內共生現象遭到破壞的結果,此時大量的共生藻會凋亡或離開珊瑚,珊瑚在失去共生藻顏色的襯托下,白色骨骼的色澤逐漸浮現,珊瑚看起來就「白化」了。白化的珊瑚雖仍能存活一段時日,但若不能與共生藻恢復正常的共生關係終將死亡。珊瑚的死亡即宣告珊瑚礁生態系的瓦解,因此了解珊瑚與共生藻的胞內共生機轉,不僅是生命科學重要的研究議題,更有助於我們正確的認知到、並應用於珊瑚礁的保育、管理及永續經營。 ……【更多內容請閱讀科學月刊第515期】

參考資料

1. Peng, S.E. et al., Assessment of metabolic modulation in free-living versus endosymbiotic Symbiodinium using synchrotron radiation-based infrared microspectroscopy. Biology letters, Vol. 8(3): 434-437, 2012.
2. 陳啟祥等,〈當美麗的珊瑚遇見共生藻〉,《珊瑚世界的探索與瞭解》。國立海洋生物博物館出版, 95-123頁, 2011年。