A small-scaled study provides insight into how fish adapt to future environmental changes

 
 

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王慧瑜

Charles Darwin於19世紀時提出演化論 (Theory of Evolution),其中的一個重要概念為同物種內個體的生存或繁殖策略具有變異,在天擇作用下,策略成功者可生存,而失敗者則被淘汰。這個觀點在21世紀可幫助漁業資源的保育及管理。

海洋所王慧瑜老師研究室自2013年起開始研究台灣的帶魚1。台灣東北部海域受到季風影響,冬季溫度較低,而西南部海域受到暖海流的影響,全年溫度均高。此二海域為台灣重要的帶魚漁場,雖然缺乏漁撈壓力資料,在不同的海域環境條件下,我們預期帶魚可能發展不同的生存策略。

我們以日本帶魚 Trichiurus japonicus 為模式物種探討生物適應環境變化的機制。研究成果發現日本帶魚的幼魚(immature)成長率在東北海域 < 西南海域,但成魚成長率及最大體長為東北海域 > 西南海域(圖一),此一現象符合生態學的 Temperature-size rule (溫度與體型大小的負相關趨勢)。另外,二海域的帶魚成熟體長及年齡為東北海域 > 西南海域,但控制成長率變異後,此成熟變異就不顯著了(圖二),因此可以推論區域間的成熟變異主要為成長率差異所形成的表型變化,而非天擇適應。此研究成果於 2018年發表於 Fishery Bulletin2

成果指出當環境改變時,生物會因應出不同的適應策略。亞熱帶太平洋海域逐年有明顯的增溫,漁業捕撈亦影響太平洋魚群的體型及數量。在未來,暖化和漁撈對魚群的影響應為漁業管理及保育的重要課題。

成長率、成熟年齡等生活史變異會影響族群的數量變動,因此本研究發現的

區域間的成長變異可能代表魚群數量或添入量的差異。這些研究成果可提供精確的族群動態指標,提高漁業管理的效益。

1台灣各地的漁獲中主要有4種型態相似的帶魚:包括Trichiurus 屬的3個種類(日本帶魚、南海帶魚、白帶魚)以及Tentoriceps cristatus隆頭帶魚。Source: Wang, H-Y, CA Dong, H-C Lin. 2017. DNA barcoding of fisheries catch to reveal composition and distribution of cutlassfishes along the Taiwan coast. Fish Res 187: 103-109.

2Wang, H-Y, M Heino. 2018. Adaptive and plastic variation in growth and maturation in the cutlassfish Trichiurus japonicus in subtropical Pacific. Fish Bull 116: 171-182.

圖一、各年齡帶魚體長在台灣東北(K)及西南海域(T)的比較。幼魚(上圖)主要為K<T,但成魚(中、下圖)為K>T。

圖二、台灣東北(左圖)及西南海域(右圖)帶魚個體年齡及體長變異(灰色資料點)。黃色點為使用統計模式排除成長差異後的平均成熟體長及年齡及95%信賴區間,此成熟變異在二海域無顯著差異。