濱鷸與鱟的極境生機

有群於地球生存好幾億年、躲過一次又一次全球生物大滅絕的奇蹟動物──鱟在四億五千萬年前的古生代泥盆紀出現，與早已滅絕的三葉蟲是近親，約在兩億年前至今，其外形特徵就未發生明顯的改變。鱟雖然古老，但已在險惡的海洋裡生存幾億年，我們能夠從鱟身上學到許多有用的知識及取得寶貴的產品。

鱟的藍色血液在醫學和人類健康方面具有非常重要的價值，因為鱟血含有一種名為「鱟變形細胞溶解物」（Limulus amebocyte lysate，LAL）的特殊成分。LAL可用於製作一種靈敏的細菌內毒素（endotoxins）檢測劑，因為牠們的血液遇到內毒素時，會引發凝血反應的防禦機制，使鱟血在遭到感染時迅速凝固，封閉傷口或感染部位，防止細菌進一步擴散。我剛好有同事也在研究LAL，我們合作採了三棘鱟（Tachypleus tridentatus）的鱟血來萃取蛋白質。我還學會了用針從鱟的臟中藍血的方法，到金門採過幾次鱟血，還曾被媒體採訪過。

在美洲大陸上，鱟和一種候鳥之間有令人稱奇的交集，是一種獨特而緊密的生態關係，體現在牠們的繁殖和遷徙行為上。鳥主角紅腹濱鷸（Red Knot, Calidris canutus）是一種小型濱鷸。紅腹濱鷸六個亞種中的rufa亞種，每年都會進行地球上最長的遷徙之一，從南美洲的最南端飛往北極的繁殖地，然後再飛回南美洲，年度遷徙路線可以長達數千公里。紅腹濱鷸的長途遷徙是一個極其複雜的過程──牠們的身體結構和飛行方式都經過天擇的優化，具有高度有效的代謝系統和極佳的空氣動力學形態，能夠以最有效的方式使用能量。




紅腹濱鷸遷徙時會選擇有利於節省能量的氣流和路線，並在適當的地點和時間停歇以覓食和休息，讓牠們最有效地利用和保存能量。在遷徙前，紅腹濱鷸的身體會發生一些變化，以更有效地儲存和利用能量。牠們的一些內臟器官（如胃和腸）在遷徙前會縮小，以減輕體重和節省能量，而在到達目的地後再恢復到正常大小，以適應更高的消化和吸收需求。然而，即使牠們再節約能量，這種漫長的遷徙過程中，保持足夠的能量來支撐飛行仍是一個巨大的挑戰。

在遷徙期間，紅腹濱鷸最著名的食物來源是鱟的卵。這些卵含有豐富的脂肪和蛋白質，對於快速增加體重和儲存能量至關重要。透過食用高能量食物，紅腹濱鷸可以迅速儲存大量的脂肪，作為遷徙飛行中的能量來源。

在這本好書《極境生機：小小濱鷸&古老的鱟，貫穿億萬年的生態史詩》（The Narrow Edge: A Tiny Bird, an Ancient Crab, and an Epic Journey）中，作者黛博拉．庫雷莫（Deborah Cramer）跟隨紅腹濱鷸沿著洲大西洋海岸的遷徙路線，帶領我們見識這個南美洲南端到北極圈的遷徙路程。這本書以生動和引人入勝的敘述方式，描繪了紅腹濱鷸和鱟這兩種不同生物間深刻的關聯以及牠們與人類行為的互動，深入介紹了紅腹濱鷸和鱟的生物學和生態學。






在北美的大西洋沿岸，特別是德拉瓦灣（Delaware Bay），每年春季是鱟繁殖的高峰期，同時也是許多紅腹濱鷸從南美洲遷徙到北極地區繁殖的重要停歇地。紅腹濱鷸的遷徙時間非常精確，牠們會在大西洋鱟（Limulus polyphemus）上岸產卵時抵達德拉瓦灣。鱟的卵是一種營養豐富的食物來源，不僅對紅腹濱鷸至關重要，對許多其他遷徙濱鷸（如斑胸濱鷸等）也同樣重要。然而，由於多種原因，包括人類活動對棲息地的影響和鱟的過度捕捉，鱟的數量在一些地區已經顯著下降。






在春季繁殖期間，鱟會到淺海的沙灘產卵。每一隻母鱟可以產下數萬顆卵。紅腹濱鷸依賴這些卵來迅速增加體重，以備接下來的長途遷徙。對於紅腹濱鷸來說，鱟卵提供了牠們在長途遷徙中所需的重要營養。對於鱟來說，紅腹濱鷸的到來有助於控制鱟卵的數量，避免牠們的族群過度密集而導致生存競爭加劇。

鱟血被廣泛用於檢測醫療設備和疫苗是否含有細菌內毒素，對人類健康至關重要。內毒素（endotoxin）主要指的是革蘭氏陰性細菌細胞壁的一部分，稱為脂多醣 （lipopolysaccharide，LPS)。這種毒素在細菌活著的時候不會釋放，但當細菌死亡並開始分解時，內毒素就會被釋放出來。當內毒素進入我們的血液系統時，會引起人體的免疫反應，可能導致發炎、發燒、休克甚至死亡。內毒素對許多生物製劑或醫療器械（如手術器械和植入物）的生產和處理有重要的考慮，因為對於一些製藥產品、醫療器械或者其他可能與血液或者其他體液接觸的產品，過多的內毒素可能會導致病患出現不良反應。

因此，許多制藥和醫療設備公司都要經常進行內毒素測試，以確保其產品中的內毒素水平低於安全標準。LAL反應是一種廣泛使用的檢測細菌內毒素的方法。當LAL遇到細菌內毒素時，它會迅速凝固，形成一種凝膠狀物質。這一特性使LAL成為一種快速而靈敏的內毒素檢測方法，確保這些產品的安全方面起著至關重要的作用。為了得到醫療現場的第一手觀察，庫雷莫還多次潛入醫院。

在疫苗的生產過程中，也需要確保疫苗不含內毒素。除了最終產品，疫苗的各個成分（如蛋白質、載體和穩定劑）在使用前也需要經過嚴格的內毒素檢測。使用LAL檢測來確保疫苗產品的安全是生產和批准疫苗的重要一步。只有在確定產品不含有危險的內毒素含量後，疫苗才會被批准用於人體臨床試驗和公眾接種。

由於COVID-19疫苗和其他醫療產品的大量生產對LAL的需求很大，這也加速了對可替代檢測方法的研究和開發。例如，重組因子C（recombinant Factor C，rFC）是一種利用細菌表現的LAL活性成分，可以代替LAL進行內毒素檢測的物質，只是產業和官方對採用新技術仍抱持保守態度，因此還未被廣泛採用。總之，鱟血成分LAL在COVID-19疫苗的開發和生產中扮演了關鍵的角色，幫助確保了疫苗產品的安全性。這也顯示出保護這一珍貴物種的重要性，因為牠們對人類和整個生態系統都具有無可替代的價值。

《極境生機》呈現出這種細膩而緊密的生態關係，顯示出大自然中不同物種之間深刻且精妙的互相依賴。這種獨特的交集不僅對於紅腹濱鷸和鱟本身是重要的，還是一個生態系統健康和生物多樣性的重要指標。當這個系統受到破壞（例如，由於過度捕撈鱟或者生態環境的破壞），那麼整個生態系統，包括其他許多生物，都會受到重大影響。這也是為什麼保護這樣的物種和牠們的生態環境對於維護整個生態系統的健康和平衡是如此重要。

《極境生機》詳細描述了紅腹濱鷸和鱟的各種威脅，其中許多是由人類活動引起的。鱟因被大量捕獲用作魚餌，以及牠們的藍色血液在生物醫學行業中的應用而受到了威脅。為了採集這種血液，人們會捕獲鱟，然後從它的心臟取血，最後再將它們釋放回大海，庫雷莫仔細說明了這個過程。嚴格來說，為了使鱟存活，一般建議從一隻鱟的體積中採取不超過三成的血液。一隻成年的鱟大約有30到40毫升的血液，所以實際上從每隻鱟採取的血液量應該在9到12毫升左右。雖然採血後大部分鱟都能存活，但仍然存在一定的死亡率。根據不同的報告，採血後的死亡率大約在一成五至三成之間。這也引發了關於鱟採血實踐的可持續性和保護問題。

此外，氣候變遷、因開發造成的棲息地破壞和其他因素都使紅腹濱鷸和鱟面臨危險。填海造地、沿海開發和工業活動破壞了鱟和遷徙性濱鷸的繁殖和覓食地，台灣過去沿海常可見到鱟，到現在只能在金門見到牠們。氣候變遷引起的海平面上升和極端天氣事件對於鱟和紅腹濱鷸的繁殖和覓食地造成了嚴重威脅。另外，氣候變遷可能改變紅腹濱鷸的遷徙模式和時間，使牠們與鱟產卵的時間和地點不再同步，這可能對紅腹濱鷸的生存造成嚴重影響。工業和農業汙染（如重金屬、塑膠和農藥）也對鱟和濱鷸的健康和生存狀況造成了嚴重影響。沿海地區的旅遊和休閒活動可能會干擾鱟的產卵和紅腹濱鷸的覓食和繁殖，這對牠們的生存構成額外壓力。

為了保護這些物種和牠們所依賴的生態系統，需要一系列的保護措施，如制定和執行更嚴格的野生動植物保護法律和規定、恢復和保護重要的棲息地、減少汙染和減緩氣候變遷。 這些努力需要政府、非政府組織、科學家和公眾的共同參與和合作。透過保護這些物種，我們不僅是在保護牠們自身，也是在保護整個生態系統的健康和穩定，這對人類自身的未來同樣至關重要。

《極境生機》不僅是關於鳥類和甲殻類的故事，同時描繪了人類和自然世界之間密切和脆弱的聯繫，是對我們與自然世界關係的反思。庫雷莫不僅描述了這些問題，還向我們介紹了那些正在不懈努力地了解和保護這些物種的人們。這包括科學家、環保團體和當地志工，他們監測這些動物的數量，並努力尋找能幫助牠們生存的解決方案，展示了個人和社群如何能夠採取行動對保護這些物種和生態系統產生正面的影響。

除了自然史和科學，《極境生機》也是對我們在世界中的位置以及我們對共享地球的其他生物的責任的哲學思考。庫雷莫精心的研究和優美的文字讓紅腹濱鷸的驚人旅程和鱟古老、持久的生活栩栩如生。她提出了重要的問題——如果我們不積極保護這些了不起的生物及其微妙、相互聯繫的關係，我們將會失去什麼！

《極境生機》是一本兼具科學知識、生態保護倡議和報導文學的書籍，不僅為我們提供了一次令人難忘的自然之旅，更是一次對人類與自然世界關係的深刻反思，是一本非常值得一讀的好書。




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】