香港擁有極為豐富的海洋生物多樣性。香港海域雖僅佔中國海洋面積不足0.03%,卻棲息着超過6,000種海洋物種,佔全國物種總數四分之一以上。
港大理學院太古海洋科學研究所博士生Maxine Cutracci說:「來港攻讀博士學位之前,我曾在墨西哥下加利福尼亞和馬爾代夫進行研究。與香港相比,那些地方的確未受城市化影響,風光明媚,令人讚嘆的海洋生物隨處可見。所以當我來到香港時,幾乎難以置信在如此狹小的海域,緊鄰着數百萬人生活的繁華城市,竟能蘊藏如此豐富的生物多樣性。」
Maxine所研究的,正是海洋生物多樣性中一個長期被忽視、卻極其重要的領域——隱棲魚類(cryptobenthic fish)。「Cryptobenthic」一詞源於希臘語,意指「隱藏於海底的魚類」。
隱棲魚類與我們在紀錄片中常見的鯊魚或海豚截然不同,那些是大型及標誌性的海洋物種,而隱棲魚類則低調得多,既不顯眼,也鮮為人知。
首先,隱棲魚類體型極小,最大者也不過兩根火柴之長,且大部分時間都蟄伏於暗處,加上許多種類皆披着泥塵般的保護色,確實難以引人注目。我們大多數人其實都曾見過牠們——就是當我們從碼頭邊往下看時,那些在海床附近穿梭的小魚。
然而,儘管如此常見,隱棲魚類卻始終未獲充分研究。舉例而言,一種非常普遍的物種——香港深鰕虎魚也是遲至1986年才被正式記述。
那麼,為何要研究這些小魚呢?本研究項目的首席研究員Celia Schunter教授表示:「隱棲魚類以微觀藻類、浮游生物和無脊椎動物為食,將之轉化為魚類生物量,隨後被較大型的掠食魚類捕食,最終成為人類所賴以為生的食物來源,是海洋食物鏈的重要一環。科學家過去一直對生機盎然的珊瑚礁如何在營養貧乏的熱帶水域中存活感到困惑;如今我們知道,隱棲魚類正是使這一切成為可能的核心引擎——一個生生不息的快速循環機制。」
Maxine指出,目前針對隱棲魚類在香港這類城市化海洋環境中的研究仍相當匱乏。她表示:「已有團隊著手研究偏遠太平洋島嶼等地的珊瑚礁,但卻未有對城市化沿岸生態系統的深入研究。然而,當今許多沿海海域正是這般面貌,而全球大多數人口恰恰居住於此。」
過去三年,Maxine在Schunter教授的指導下,對香港各處的隱棲魚類群落進行了系統性調查,記錄物種數量及豐富度。魚類採集自六個污染程度各異的地點——黃金海岸、北大嶼山、愉景灣、長沙海灘、南灣及大潭,其中以黃金海岸的環境退化最嚴重、污染最為劇烈。
研究團隊採用了兩種方法。其一為傳統的潛水作業。Maxine說:「此方法難度極高,有時能見度不足一米。」潛水員會在海牀上設置穿越線,以劃定調查範圍,再沿線放置樣方,即一種附有布袋的長方形金屬框。隨後,團隊會將丁香油注入樣方內,魚兒被麻醉後便會自行浮入布袋中。
第二種方法則採用環境DNA(eDNA)技術,即透過魚類脫落於水中的DNA碎片來偵測其存在。Maxine解釋道:「eDNA技術使我們無需採集或傷害魚類,即可得知有哪些物種存在。我們只需在每個地點採集約六升海水。」
結果發現,eDNA方法較實體採樣更為有效。Maxine表示:「我們總共發現了60種隱棲魚類,其中57種以eDNA檢測到,17種由實體採集取得。」
以物種數目而言,60種是一個相當可觀的數字,甚至與印尼和澳洲原始珊瑚礁中發現的物種數目相若。然而,Maxine強調當中存在差異:「在香港,隱棲魚類群落由少數物種主導——這就揭示了人類對環境所造成的影響。我們這裏或許擁有豐富的生物多樣性,但許多物種的豐富度卻非常低。」
一項極其重要且令人驚訝的發現是:生態環境退化越嚴重、污染越高的地點,其隱棲魚類無論在數量還是物種數目上反而越多。「在某些未退化的地點,一份樣本中我們可能只找到五條魚;而在退化地點,我們可找到多達50條。」
Maxine認為,食物供應充足或許是原因之一。她解釋道:「碎屑,即有機物的微小顆粒是許多隱棲魚類的主要食糧。生態環境退化的地點通常水體濁度較高,這意味着可能有更多此類顆粒可供魚類食用。」
另一個原因可能是捕食者減少,因為在受嚴重污染的地點,較大型魚類已經消失。Maxine表示,捕食者所扮演的角色是未來可能的研究方向之一。她另一個希望探索的研究方向,是找出隱棲魚類適應污染的遺傳基礎。「我們可將魚置於水槽中,逐步提高硝酸鹽濃度,並觀察基因表現的變化。」
Maxine補充道,了解隱棲魚類群落如何隨人類對環境的影響而變化,具有實際的應用價值。這能助我們評估如港口等已退化的城市化海洋環境的狀況。在這些環境中,許多科學家向來依賴的指標物種早已消失;然而,隱棲魚類依然存在,且能為我們提供相類似的資訊。
「首先,我們利用eDNA來確定該處存在哪些隱棲魚類物種。由於我們已掌握這些物種對環境污染的耐受性,牠們的存在有助我們推斷該地點的環境狀況。」
Maxine表示,她期望這項研究能推廣至全球,尤其是亞洲和非洲。有關隱棲魚類的知識將為我們建立基礎數據,以便更深入地了解海洋生物多樣性的變化趨勢。
她說:「全球人口持續增長,城市化步伐從未停歇。我們必須了解城市化海洋環境中的生物多樣性。唯有如此,我們才能確切掌握自己正在失去甚麼,並有能力守護它們。」