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更新日期:107年9月7日

從海水跨足淡水─地質國際團隊跨領域研究發現由淺海環境演化適應到淡水河流中的鑽孔貝族群

漫步於臺灣沿海的礁石海岸線上,我們在潮間帶中時常可以發現岩石壁上有些不起眼的孔洞,裡面住著一個個小小的貝殼,這些小貝殼就是我們俗稱的鑽孔貝類。這些會打洞的海洋動物不僅會慢慢地鑽入岩石之中,有時也會在寄居於漂浮在海上的木質船殼或是人造港灣設施之內;隨著其密度的增加與時間的增長,這些生物有時會把他們聚居的岩石與設施鑽得千瘡百孔,還可能造成沿海地區的經濟損害。

然而,隨著在漫長地質時間中海水面的起起落落,與板塊運動造成的地殼升降作用,這些居住於沿海地區的鑽孔生物,是否也會隨著環境的變遷而逐漸演化,而使科學家們普遍認定僅會生活於濱海環境的鑽孔貝類,出現在淡水的河流系統之中呢?

為了解地質作用與生物演化間的關係,臺灣大學地質科學系的王昱助理教授與徐澔德教授和國際多位科學家合作,利用兩人過去針對緬甸西部沿海隱沒帶的海岸抬升歷史調查成果,搭配國際科學團隊於緬甸—印度邊境地區,加叻丹河(Kaladan River)河岸所發現的鑽孔貝類標本,成功的建立該地於過去數千年期間中的海陸交界環境變化模型,用以解釋該群目前生活於淡水河川內的鑽孔貝生物群,是如何在短時間內由海岸環境中逐步演化適應為淡水環境的族群。

這個獨特的跨領域研究發現,由王昱助理教授及徐澔德教授,俄羅斯北方極地聯邦大學(Northern Arctic Federal University)的Ivan Bolotov教授,以及分別來自俄羅斯、挪威、澳洲、葡萄牙、泰國、緬甸、以及法國的多國研究團隊共同發表於2018年7月23日出版的頂尖期刊《自然-通訊》(Nature Communications)。王昱助理教授表示,Bolotov教授的團隊在大約一年多前,於緬甸的加叻丹河河岸發現了矽質岩石上出現著鑽孔貝類所侵蝕造成的孔洞,同時也在孔洞中發現了生活於其中的鑽孔貝生物體。由於過去都認為鑽孔貝只會在海水或是河口的半鹹水裡面生存,世界上從來沒有在淡水環境中發現該種鑽孔貝類的記錄,而該處距離海岸超過70公里,水質檢測的結果也顯示當地的河水是完全的淡水,並沒有任何海水的影響,因此是一個全新的發現。然而對Bolotov教授的團隊來說,為什麼在海水或半鹹水中生存的鑽孔貝類會出現在淡水的加叻丹河裡,卻是一個令人費解的問題。

在機緣巧合下,Bolotov教授發現王昱助理教授與徐澔德教授的臺灣大學團隊過去曾經長期在緬甸進行海岸地區地殼抬升的調查研究,因此在臺灣大學團隊的協助下,運用該區域的地質構造作用建立了數千年以來的海陸環境變化模型,成功的解釋了這些鑽孔貝類的演化適應歷史。王昱助理教授說明指出,緬甸西部沿海區域由於受到歐亞板塊與印度—澳洲板塊相互聚合的構造作用影響,過去數千年以來地殼以每年0.5到2公厘的速率緩慢抬升。在此作用之下,這些鑽孔貝族群過去可能的確生存在海岸地帶的河口半鹹水環境中,然而現今的生存環境隨著地殼抬升與海水面的下降,已變成了距離海岸超過70公里遠的淡水河流。這個特殊的環境變化,使得這些鑽孔貝族群出現了演化適應,出現了全球首度在淡水環境中發現的鑽孔貝類族群。

這項獨特的研究成果顯示了跨領域的研究將是未來的一個主流方向,藉由許多不同領域的專家學者共同合作與腦力激盪,能夠解決許多過去單一領域研究難以解決的問題。另一方面,對臺灣大學的研究團隊來說,此項成果更顯示了科學研究長期在地耕耘的重要性。由於王昱助理教授與徐澔德教授自2006年以來,便已持續的在緬甸地區進行活動構造與海岸變形抬升的調查研究,十多年來不但累積了豐富的資料,也已經發表了許多研究成果。隨著過去長期的積累,這次才能夠即時的將地質研究所得到的地殼抬升相關資訊,跨領域應用在生物族群的演化研究中,代表著團隊長期在緬甸地區耕耘所得到的成果。

本研究獲得了行政院科技部與臺灣大學的經費支助,詳細的研究成果請參閱2018年7月23日發表於《自然-通訊》(Nature Communications)期刊(http://www.nature.com/ncomms/index.html)的全文:Discovery of a silicate rock-boring organism and macrobioerosion in fresh water, Ivan N. Bolotov et al., Nature Communications, 23 July 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-05133-4。

  • 從海水跨足淡水─地質國際團隊跨領域研究發現

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