2017年8月31日

神秘藻礁建築團隊-殼狀珊瑚藻的多樣性與生態

作者/陳品辰,東海大學生命科學系博士候選人。研究主題著重在藻類生理及藻類多樣性研究。陳品辰,東海大學生命科學系博士候選人。研究主題著重在藻類生理及藻類多樣性研究。

桃園市大園區、觀音區及新屋區的海岸線,一段綿延27 公里的藻礁地形,是臺灣面積最大的藻礁。「藻礁(Algal Reef)」顧名思義是由藻類所建構而成的礁體,與大家熟知的珊瑚礁有所不同,珊瑚礁的造礁生物為珊瑚蟲,桃園藻礁的主要造礁生物是殼狀珊瑚藻。殼狀珊瑚藻與珊瑚一樣,具有鈣化能力,形成碳酸鈣(CaCO3),以穩定的方解石(calcite)結晶形式累積在細胞壁內,藻體層層堆疊建構出石灰岩礁體,除了是重要的碳固定生態系,也造就出高生產力且豐富多樣性的藻礁生態環境與世界級壯觀的地景──「桃園藻礁」。因此,藻礁不但是重要的固碳生態系,更是具備高生產力與豐富生物多樣性的生態環境。



何謂「殼狀」珊瑚藻?
珊瑚藻是一群具有鈣化能力的紅藻,在分類上屬於紅藻門、真紅藻綱、珊瑚藻亞綱。目前,根據2017 年國際藻類資料庫(Algaebase)的資料,全世界珊瑚藻亞綱物種數約700 餘種。外國學者尼爾遜(Nelson)等人於2015 年以形態特徵及DNA 分子證據為分類依據,珊瑚藻亞綱可被分成珊瑚藻目(Corallinales)、軟石藻目(Hapalidiales)、胞石藻目(Sporolithales) 和紅柳珊瑚藻目(Rhodogorgonales)四個目。其中,以珊瑚藻目多樣性最高(約400 餘種),軟石藻目則次之(約有200 餘種),而胞石藻目與紅柳珊瑚藻目的藻種數遠低於前述兩者,共約30 餘種(圖一)。根據目前已知年代最早的珊瑚藻化石紀錄,其出現時間可回朔至前寒武紀晚期約5 億8000 萬年前;隨後,在這樣漫長的演化歷程中,珊瑚藻目、軟石藻目及胞石藻目才陸續演化出來,並演化出不同的形態與生態特性,能適應海洋中不同的棲地環境,廣泛分布在全球海域。

在珊瑚藻的四個目中,除紅柳珊瑚藻目因鈣化能力弱無法造礁,其它三個目則有較好的鈣化能力而能參與造礁。在造礁珊瑚藻中,由藻體的外觀形態可分為類,一是有關節狀結構的有節珊瑚藻(圖二),藻體形態有明顯分支結構,由固定於基質上的一點向上生長突出。另一類稱為無節珊瑚藻,藻體無關節狀結構(圖二),生長時黏附在硬的基質上,如礫石、珊瑚礁等表面,形態如葉狀、枝狀、疣瘤狀或殼狀,無論是哪一種形態都是平貼表面生長,在外觀上形成一層堅硬的殼狀結構,因此無節珊瑚藻又名為殼狀珊瑚藻。有節珊瑚藻雖然鈣化能力與殼狀珊瑚藻相似,但因為藻體突出,所以細胞死去後,藻體會由基質脫離無法堆疊,唯獨殼狀珊瑚藻的藻體能層層堆疊,最後累積形成礁石。





桃園藻礁殼狀珊瑚藻的真實身份
在桃園這片壯麗的現生藻礁上,到底哪些殼狀珊瑚藻物種為主要的建造者?根據臺灣海洋大學林綉美博士團隊2016 年的研究,發現桃園觀音藻礁共有8 種殼狀珊瑚藻,分別為三種膨石藻(Phymatolithon)、一種中葉藻(Mesophyllum)、兩種哈式石葉藻(Harveylithon)、一種石枝藻(Lithothamnion)及一種胞石藻(Sporolithon),且這8 種殼狀珊瑚皆是新種,有待進一步的命名。2017 年本研究團隊在桃園大潭觀塘藻礁採集殼狀珊瑚藻樣本,以葉綠體psbA 基因分析比對後發現6 種殼狀珊瑚藻,分屬三個目六個不同的屬,分別為膨石藻、胞石藻、細枝藻(Leptophytum)、孔水石藻(Porolithon onkodes)、瑪格麗特石葉藻(Lithophyllum margaritae)及一種屬於軟石藻目中未知屬種的殼狀珊瑚藻。其中,膨石藻與胞石藻兩種與林綉美博士團隊發現的新種相同;除此之外,我們在大潭藻礁新發現4種不同屬的珊瑚藻藻種,比對後發現有一種可能為新屬新種,有一種可能為新種。此結果著實令人感到驚訝,在相隔不到2 公里的藻礁區塊,各自有不同且過去未曾記錄的種類,顯示桃園藻礁不僅蘊含許多未知的生物多樣性,也是產生殼狀珊瑚藻新種的熱點。令人好奇的是,在這一片27 公里的藻礁中,是否還有未知的珊瑚藻成員,且在不同的區域或季節是否成員組成會有所不同?顯然,要全面了解桃園藻礁背後這群神秘的殼狀珊瑚藻建築團隊,仍需進一步的研究。......【更多內容請閱讀科學月刊第573期】

沒有留言: