海洋生物辨識技巧 – 個體體制的對稱性

文:帥丁
海洋生物辨識技巧有很多,包括「細胞數」、「胚胎發育過程」、「體腔」、「頭化程度」(cephalization),但這次我要談的是「利用個體體制的對稱性」(body symmetry),因為這對休閒潛水員來說是比較實用的技巧。
「細胞數」其實沒什麼好說的,你肉眼看不見藍綠菌和小型原生動物,大一點的有孔蟲(星沙)和放射蟲(0.1-0.2mm)也很難在潛水的時候看到。星沙你有機會在沙灘上看到,但有蠻多都被紀念品店搜刮了。
「胚胎發育過程」一來是你可能看不到胚胎(不管是時間點不對&被父母藏起來&在子宮發育);二來是時間尺度問題,普通潛水員一瓶氣頂多撐個60分鐘,你看不到長期的發育趨勢;第三是細胞組織染色標記問題,沒有這樣的技術,就算你找到透明可以觀察又一直天天潛水觀察同一顆胚胎,你還是無法清楚知道這是幾胚層、什麼卵裂方式、原口後口的動物,除非你念過教科書並且記憶在腦海裡!我問你,你怎麼知道海鞘和棘皮動物是後口動物?肯定是念過書且有記下來才知道的。
「體腔」的話,因為有幾群動物難以用體腔來歸類,像是 環神經動物(Cycloneuralia),扁型動物上門(Platyzoa),加上你無法解剖。硬要扯到體腔的話,那可以說扁蟲無體腔,線蟲假體腔,海蛞蝓真體腔。扁蟲就是扁扁的。線蟲潛水的時候不太常見,但就算見到了,你也不太容易搞混線蟲、扁蟲和海蛞蝓。所以「體腔」這技巧在休閒潛水不實用。
「頭化程度」,簡單來說就是神經系統的集中程度,是不是集中成神經節甚至是在頭部的腦!但因為你無法解剖,就算是透明的動物你也比較難觀察到神經,而頭化程度其實跟兩側對稱程度是高度正相關。
排除以上幾種技巧,剩下潛水時能用上的,就是「個體體制的對稱性」了。在此要特別強調是個體層級上的對稱性,因為很多個體聚集起來形成群體後,可能會失去對稱性或是改變對稱性,這要特別小心。
個體體制的對稱性:
海綿 => 細胞形成鬆散的組織,沒有達到組織層級,就更不用談個體對稱性了
海葵 => 外部輻射對稱,內部兩側對稱
櫛水母 => 兩側輻射對稱
海參 => 五輻對稱
海鞘 => 兩側對稱
用對稱性就可以在野外分辨出這幾類可能不太好分辨的門或亞門(多孔、刺絲胞、櫛水母、棘皮、被囊)
像很多人會搞不清楚「利用伸出來的攝食觸手攝食的海參」和「地獄火海葵」!我之前提到過,海參五輻對稱,所以你看管足特化形成的攝食觸手是外圈5個,內圈5個,驗證!當然,還有許多可以輔助實驗驗證的技巧可以操作,例如夜潛的時候,如果你把LED攝影燈擺放在刺絲胞動物旁邊,你會看見很多浮游動物會被刺絲胞動物的觸手「黏住」和「麻痺」,但如果是海參的攝食觸手就不會,因為沒有海參的管足沒有刺絲胞!總之,你掌握越多知識當然越強,但真的忘記或是不確定,也可以透過一些潛水可以做的小實驗驗證你的生物學常識!
那你說,如果觸手數目很多怎麼辦?
珊瑚蟲的觸手數目是6或6的倍數(六放),或是8(八放)。棘皮動物是5的倍數。兩者個最小公倍數是30或是40,基本上你不太會遇到觸手很多又剛好是公倍數的情況,而海花籃(棘皮動物)你一看就知道是海花籃,因為是會移動的,不會誤認是珊瑚或是海葵。而觸手冠動物例如苔蘚蟲是兩側對稱,所以這時候還是可以靠對稱性去區分刺絲胞和觸手冠動物。
另外,有些水螅因為形成群體,所以會失去輻射對稱,例如葡萄牙戰艦,看起來是兩側對稱啊!但,葡萄牙戰艦是水螅體汗水母體聚集的群體,不是單一個體!

William Tan老師在北海道用佳能 1DX II 拍攝的透明海天使 (Clione limacina)

William Tan老師在北海道用佳能 1DX II 拍攝的透明海天使 (Clione limacina)。幼體體長僅有4-7mm(成體可到5cm)。透明的海天使,會漂浮在水層中,也有可能往上游到融冰產生的淡水和海水鹹水混和後產生的模糊鹽躍層,拍攝難度不低!使用裝備:四元素幹衣 + X-Core 保暖背心 + Halo 3D 底衣。 閱讀全文

學認珊瑚的第二階段 – 別被石珊瑚的生長型態迷惑

當你會分辨是不是軸孔珊瑚科(Acroporidae)以後,下一階段可以開始分辨是不是軸孔珊瑚屬 (Acropora)。
Acroporidae 軸孔珊瑚科
    Acropora 軸孔珊瑚屬 AC
    Isopora 同孔珊瑚屬 IS
    Montipora 表孔珊瑚屬 MO
    Anacopora 擬軸孔珊瑚屬 AN
    Astreopora 星孔珊瑚屬 AS
    Alveopora 氣孔珊瑚屬 AL
為了簡單說明,我們用幾個英文簡稱來描述常見的珊瑚生長型態:
B-> Branching 分枝狀
BB -> Bottle Brush 瓶刷狀
D -> Digitate 繖狀
E-> Encrusting 表覆狀
F-> Foliose 板葉狀
M-> Massive 團塊狀
T-> Tabulate 桌狀
R -> Mushroom 蕈狀
我們先學會認軸孔珊瑚屬:
B是軸孔珊瑚屬 AC 最常見的生長形式,和其他珊瑚的區別,最明顯的當然是軸孔有軸珊瑚孔,這也是軸孔珊瑚的名稱由來。IS則不具中軸珊瑚孔。
(更詳細的檢索過程是:六放->分枝狀->珊瑚孔小於 2mm -> 珊瑚孔不規則排列 -> 具中軸珊瑚孔)
(要特別注意的是擬軸孔AN,長得蠻像軸孔珊瑚屬)
另外也常見有BB/D/T型的 AC,R型則不是AC。
同屬軸孔珊瑚科的其他屬,又和AC怎麼區分?
如果是 E,有小乳突或是共骨平滑的特徵,則多半是MO。
如果是 F,珊瑚孔小於 2mm,則是MO
如果是 M,珊瑚孔突出成錐狀,則是AS。珊瑚蟲呈長管型,具12隻觸手,則是AL。

學認珊瑚的第一階段 – 分辨是不是軸孔珊瑚科

潛水這麼久,很少遇到對認珊瑚很感興趣的潛導/教練,很少討論珊瑚的名字,寫Logbook時大概也寫不出珊瑚叫什麼名字,只能講剛剛看到鹿角狀、腦狀、玫瑰狀、桌狀、軟珊瑚……等比較含糊的形態描述,這背後的原因是什麼?珊瑚辨識是那麼的困難和無趣嘛?
我認為學習認珊瑚,可以一步一步來,先不要急著辨識到「種」的層級,因為很多時候必須採樣回實驗室才有辦法很準確地鑑種,對於業餘休閒潛水員來說,只在海裡用肉眼或是拍照,並不是那麼精確。那初學者究竟該先學會辨識到什麼樣的層級?
第一步:分辨底棲固著生物
能從藻類、海綿、刺絲胞、苔蘚蟲、海鞘中分辨出刺絲胞
第二步:分辨六放八放
能從刺絲胞中分辨出是六放或是八放
第三步:分辨是不是軸孔珊瑚科
能從六放珊瑚中分辨出是不是軸孔珊瑚科(Acroporidae)
因為軸孔珊瑚科是石珊瑚中種類最多的一科,先學會分辨是不是軸孔珊瑚,假如是,若有能力拍照或是學習細分的方式,再進一步去學習這到底是軸孔、表孔、擬軸孔、星孔、氣孔。

化簡御繁 – 帶你認鯖魚家族(鯖 鰹 鮪 鰆)的分類

Family SCOMBRIDAE 鯖科
    Subfamily GASTEROCHISMATINAE 腹翼鯖亞科(Butterfly Kingfishes)
    Subfamily SCOMBRINAE 鯖亞科
        Tribe SCOMBRINI 鯖族(Mackerels)
            Rastrelliger 羽鰓鮐屬
                Rastrelliger kanagurta 金帶花鯖(Long-Jawed Mackerel)
            Scomber 鯖屬
                Scomber australasicus 花腹鯖(Blue mackerel) => 花飛
                Scomber japonicus 白腹鯖(Chub mackerel) => 青輝
        Tribe SCOMBEROMORINI 馬鮫族(Spanish Mackerels)
            Acanthocybium 刺鮁屬
                Acanthocybium solandri 刺鰆(Wahoo)
            Grammatorcynus 雙線鮁屬
                Grammatorycnus bilineatus 大眼雙線鮁(Double-Lined Mackerel)
            Scomberomorus 馬鮫屬
Scomberomorus commerson 康氏馬加鰆(Narrow-Barred Spanish Mackerel) => 土托
                Scomberomorus guttatus 台灣馬加鰆(Indo-Pacific king mackerel) =>白北、白腹仔
                Scomberomorus koreanus 高麗馬加鰆(Korean seerfish) => 破北
                Scomberomorus niphonius 日本馬加鰆(Japanese Spanish mackerel) => 正馬加
        Tribe SARDINI 狐鰹族(Bonitos) 
            Cybiosarda 躍鰹屬
            Gymnosarda 裸狐鰹屬
                Gymnosarda unicolor 裸鰆(Dogtooth tuna)
            Orcynopsis 平鰹屬
            Sarda 狐鰹屬
                Sarda orientalis 東方齒鰆(Striped bonito) =>煙仔虎
        Tribe Thunnini 金槍魚族(Tunas)
            Allothunnus 細鰹屬
            Auxis 舵鰹屬
                Auxis rochei 圓花鰹(Bullet Tuna) => 煙管仔
                Auxis thazard 扁花鰹(Frigate Tuna) => 花煙
            Euthynnus 巴鰹屬
                Euthynnus affins 巴鰹(Kawakawa) => 三點仔
            Katsuwonus 鰹屬
                Katsuwonus pelamis 正鰹(Skipjack tuna) => 柴魚、小串
            Thunnus 金槍魚屬
                Thunnus alalunga 長鰭鮪(Albacore)
                Thunnus albacares 黃鰭鮪(Yellowfin tuna)
                Thunnus maccoyii 南方黑鮪(Southern bluefin tuna)
                Thunnus obesus 大目鮪(Bigeye tuna)
                Thunnus orientalis 太平洋黑鮪(Pacific Bluefin tuna)
                Thunnus tonggol 長腰鮪(Longtail tuna)

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海洋無脊椎動物的水肺潛水觀察學習單

海洋無脊椎動物的水肺潛水觀察學習單 – 作者:丁楓峻
海洋生態系在埃笛卡拉紀 – 寒武紀過度時期(Ediacaran – Cambrian Transition) 有幾項重大的轉變:
-大量動物出現 (Animals)
-生物開始做硬殼保護自己 (Macroscopic Biomineralization)
-獵食其他生物,變得有guts (Predation)
-開始出現現代生態系的雛形 (Modern ecosystem)
-靠肌肉在海床表層移動 (Surface locomotion)
-挖管道 (Bioturbation)
-沈積物的氧化 (Oxygenation of sediments)
-生物毯的沒落 (Decline of microbial mats)
潛水活動:
1.找出固著在海床或是岩石上或是插在沙子裡的動物
2.找出肉眼可見明顯有自己分泌硬殼或是形成的群體有鈣化傾向的動物
3.找出透明且能觀察到腸子的動物
4.觀察獵食行為,並記錄下「獵食者-獵物」的關係
5.觀察海洋動物的移動痕跡,或是找出正在爬行的動物
6.找出會挖洞躲起來,或是自己分泌管子的動物
參考答案:
1.海綿(多孔)、水螅&海葵&珊瑚(刺絲胞)、硨渠貝(軟體)、管蟲(環節)、藤壺(節肢)、帚蟲、苔蘚蟲(觸手冠)、海羊齒(棘皮)、海鞘(被囊)
2.珊瑚(刺絲胞)、硨渠貝(軟體)、管蟲(環節)、蝦蟹(節肢)、海鞘(被囊)
3.水母(刺絲胞)、櫛水母、扁蟲(扁型)、海蛞蝓&章魚小時候(軟體)、蝦(節肢)、劍蟲(毛顎)、樽海鞘(被囊)
*劍蟲和章魚小時候需要玩黑水才容易觀察到
4.刺絲胞吃魚、海蛞蝓吃海蛞蝓或其他海蛞蝓的蛋、頭足類吃魚、鯊魚吃章魚……等等
5.扁蟲(扁形)、海蛞蝓(軟體)、章魚(軟體)、多毛蟲(環節)、海蜘蛛(節肢)、蝦蟹(節肢)、棘皮
6.管海葵(刺絲胞)、義大利麵蟲(環節)、螳螂蝦(節肢)、半索
活動目的:
透過這次主體觀察活動,促使學生觀察、熟悉並記憶現生各無脊椎動物門的特徵、行為、生活型態、生態環境,了解海洋生物多樣性,並引發對於海洋生物的興趣,維持對水肺潛水的熱情。將現生生態系和地球早期的歷史做連結,讓學生對於整個地球生態的演變有個歷史縱深感,並思考地球的環境會因為人類活動而怎麼改變,從而激發對於環境議題的深思。

旗魚?劍魚?馬林魚?

Family XIPHIDAE – swordfishes
1屬1種
Xiphias gladius
Discovery 頻道漁人的搏鬥節目,拍的就是 swordfishes,一般用延繩釣
Family ISTIOPHORIDAE – billfishes
5屬11種
其中 Istiophoras 屬的俗名是 sailfishes,例如雨傘旗魚
Tetrapturus 屬的俗名是 spearfishes,分布在地中海
另外三屬 Istiompax / Kajikia / Makaira 的俗名泛稱是馬林魚 marlins
黑皮旗魚=>Makaira,英文俗名 blue marlin
白肉旗魚=>Istiompax,又稱立翅旗魚。英文俗名也常泛稱 swordfishes,容易跟劍旗魚搞混
紅肉旗魚=>Kajikia,英文俗名 stripe marlin。另外,大西洋白旗魚 Atlantic white marlin 也屬於 Kajikia
結論:
-不要單講劍魚,因為還原回swordfishes容易混淆,要說明是指劍旗魚還是立翅旗魚
-馬林魚其實是屬於旗魚科下面的三個屬,也就是我們熟悉的黑皮、白肉跟紅肉旗魚
-blue marlin 的中文俗名是黑皮而不是藍皮

虛擬解剖實驗 – 海鞘

潛水時可以觀察的海洋生物細節有很多,但有些細部構造其實不易觀察,要嘛實際解剖要嘛看書。潛水如果感到無聊,我有時候會開始想像解剖海鞘的話該怎麼解剖?這樣子不但不無聊,還可以檢視自己是否對於海鞘構造仍有不懂之處。
想像一隻泡了福馬林、鹽酸(去鈣質)、薄荷醇(幫助肌肉放鬆,方便觀察)的海鞘綱海鞘 -> 觀察身體的對稱性(dorsal-ventral & anterior-posterior 身體的背腹面和前後端在哪裡)(例如:腦在兩個 siphon 的中間)-> 剪開並移除Tunic被囊 -> 身體的左側比較容易看到 pharynx -> 從腹部剪開,不要剪破腸子-> 攤平放在皿上 -> 用探針固定 -> 染色 -> 看內臟 -> 用顯微鏡看 pharyngeal basket 的細微結構 -> 鑑種
然後可以開始想像水流跟食物的進出
水:buccal siphon -> stigmata -> atrium -> atrial siphon
食物:buccal siphon -> 食道 -> 胃 -> 腸 -> 肛門 -> atrial siphon
配子:性腺 -> 生殖孔 -> atrial siphon
這結構有點像沒有蓋子的茶葉濾網茶壺, pharyngeal basket 就是那濾網,大片的茶葉會卡在 stigmata,沖的茶會在底部的 atrium 收集好,最後從 atrial siphon 倒茶。有時候我們會在海鞘裡面找到端足蟲(很多潛水員喜歡拍),其實就是從 buccal siphon 往 phryngeal basket 的方向看(洞口處常有針狀的感覺觸手)。
有過這種想像實驗的基本功後,就比較不會被大自然所騙!
例如有些攝影師喜歡拍 Didemnun molle,因為從 atrial siphon 往裡面拍,看起來很像翠綠的森林(有共生藻!)!一開始我以為這是獨立的個體,但後來發現不太對勁,為什麼有些有一個大 siphon 有些有兩個?後來才領悟,其實這是群體而不是單一個體。
另外再舉火體蟲的例子,火體蟲群體會有一個大的出水口,第一次潛水看到會覺得可怕,但想一想也只是群體的集中出水口而已,就沒什麼好怕的,肉食性的深水海鞘你也看不到,你也不會是他的食物。

化簡馭繁:帶你潛水認海鞘

Subphylum Tunicata (= Urochordata) 被囊動物亞門(=尾索動物)
    Class Ascidiacea 海鞘綱
        Order Asplousobranchia 無管目
        Order Phlebobranchia 扁鰓目
        Order Stolidobranchia 摺鰓目
    Class Larcacea 尾海鞘綱
    Class Thaliacea 樽海鞘綱
        Order Pyrosomida
        Order Doliolida
        Order Salpida
    Class Sorberacea 深水海鞘綱
深水海鞘在休閒潛水時看不到,可以忽略。
如果成體是固定在基質上=>海鞘綱
如果成體是浮游在海中=>尾海鞘或是樽海鞘
如果是獨立個體像蝌蚪=>尾海鞘
尾海鞘成體仍然很像蝌蚪,會分泌可以拋棄的濾食器,內部的過濾器有點像特斯拉線圈和磁力線的馬鞍甜甜圈造型,我曾在2017年底夜潛Anilao的時候看到很多被拋棄的濾食器(尾海鞘已經不見了)。
樽海鞘的三大類:Pyrosome、Doliolida、Salpida 怎麼分辨呢?
曾經我以為樽海鞘就是等於 Salp,其實還有 Pyrosoma 跟 Doliolida。
Pyrosmoa 的外型跟海鞘綱很像,差別在於進水口在前端,出水口在身體的後端,而不是呈現J字形。
Doliolida 的 Pharyngeal basket 不是像泡茶葉的濾網那樣呈漏斗狀,而是平板狀。進食仍靠纖毛和 Stigmata。
Salp 的 Pharyngeal basket 是棒狀,沒有 Stigmata。濾食的水流動力來自肌肉收縮而不是靠纖毛。
所以靠 Pharyngeal basket 的形態就可以區分這三大類

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學名 Turritopsis dohrnii 的燈塔水母,是「長生不老」的小型水母,這是動物界中少數能從性成熟的獨立營生階段分化轉移回未性成熟的群聚階段。但不是所有海洋生物都這麼幸運 – 幫助海洋生物維持生態環境的健康是我們的責任。請參考 OceanPositive 網頁看看我們能做些什麼。

在英國手工染印,使用對社會和環境負責的原料,不使用有害的材質。