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▲上圖:在宗教放生活動中被放生的老虎斑與龍躉的雜交種(TGGG),又稱沙巴石斑,現(xiàn)正游弋于香港水域,影響著海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡。圖片來源:Arthur Chung
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慈悲心可能辦了壞事?科學(xué)家掃描雜交石斑的胃之后,發(fā)現(xiàn)了真相。
中國香港大學(xué)的生態(tài)學(xué)家們做了一項研究,揭示了在人們的“功德放生”的一些操作中使用的雜交石斑魚放生對香港海洋生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害。這項研究由香港大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院、香港大學(xué)太古海洋科學(xué)研究所聯(lián)合進行,并發(fā)表在了《魚類生物學(xué)與漁業(yè)評論》期刊上。雜交石斑魚(Tiger Grouper-Giant Grouper hybrid,簡稱TGGG)是經(jīng)人工雜交將老虎斑(Epinephelus fuscoguttatus,國內(nèi)亦稱棕點石斑魚)與鞍帶石斑魚(Epinephelus lanceolatus)培育而成。它們體型巨大、生長迅速、肉質(zhì)鮮美,這種雜交種成為香港魚市的常見魚類。
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▲上圖:鞍帶石斑魚(Epinephelus lanceolatus)又稱為龍躉、龍膽石斑、紫石斑、槍頭石斑,是現(xiàn)存最大石斑魚,體長可達2.4-2.7米,體重最高可達400-640公斤。分布在熱帶與亞熱帶海域。包括西北太平洋(日本、中國臺灣地區(qū)、中國南沙群島等地)、東南亞海域、澳洲北部以及印度洋西部(南非、馬達加斯加)等地,經(jīng)常棲息于珊瑚礁、巖礁洞穴、沉船附近,通常潛伏在巖洞中白天靜息,夜間或覓食時出洞,以魚類、蝦蟹為主食,具捕食小型鯊魚的記錄,屬于典型的掠食性魚類。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
它的價格親民,且具有市場需求,使得雜交石斑魚成為許多人在“功德放生”中選擇用來放生的物種。盡管這種行為的出發(fā)點是出于積德行善,但生態(tài)學(xué)家警告稱,這種放生行為可能給本地生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的影響,尤其是對海洋生物的多樣性和生態(tài)平衡構(gòu)成了威脅。
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上圖展示的是本次研究的區(qū)域地圖。黑色虛線框內(nèi)標(biāo)出了采樣點。左上角的小圖可以看到香港在南海的位置。右邊的幾張照片是本研究中收集的幾種石斑魚,分別是:b. 大斑石斑魚、c. 臺灣石斑魚、d. 龍利石斑魚、e. 斑點石斑魚,還有f. 老虎斑和鞍帶石斑魚的雜交種(也就是TGGG)。這些照片的拍攝者包括Allen To、Eric Keung、Ryan Cheng、Stan Shea和YiuWai Hong,他們的拍攝工作來自114°E香港珊瑚礁魚類調(diào)查。圖源:Arthur Chung, Celia Schunter.(2024)
為了了解雜交石斑魚對香港海域生態(tài)的潛在影響,研究團隊采用了先進的DNA代謝條形碼技術(shù),分析了雜交石斑魚的食物鏈狀況。研究人員能夠從魚體內(nèi)提取胃部DNA樣本,并對其進行序列化分析,進而追蹤到魚類的食物來源。這項技術(shù)能夠識別即使是已完全消化或分解的食物成分,從而為研究人員提供了更加精準(zhǔn)的飲食數(shù)據(jù)。
【研究方法】該研究采集了63個魚樣本。從樣本采集與處理來看,該研究樣本來自香港西貢半島南部的庇護港區(qū)域,該區(qū)域為石斑魚種類及其雜交種常見棲息地。為了減少不同區(qū)域可能帶來的飲食差異,本研究集中在該限定區(qū)域內(nèi)采集樣本。研究所采集的石斑魚種類包括 E. awoara、E. bleekeri、E. coioides、E. quoyanus 以及其雜交種 TGGG(圖1b-f)。
樣本采集分為兩個階段,第一階段為干季(2020年10月~2021年2月),第二階段為濕季(2021年5月~2021年9月)。不同種類的石斑魚根據(jù)捕撈季節(jié)性分別在干季和濕季采集。為確保足夠的樣本量,本研究采用了多種采集方法,包括娛樂性潛水捕魚、釣魚和商業(yè)漁業(yè)捕撈(使用籠網(wǎng))。所有采集的魚類在-20°C下冷凍保存,并在實驗室中解凍后進行處理。為了確保樣本的物種身份,研究人員對每個樣本提取了鰭條DNA,并使用DNeasy Blood & Tissue Kit進行了DNA提取,采用納米分光光度計(Nanodrop 1000)測定其質(zhì)量與濃度。
PCR擴增采用了特異性引物組,擴增了線粒體細胞色素氧化酶I(COI)基因片段,TGGG樣本還通過PCR擴增核基因RYR3的特定區(qū)域,以鑒定雜交種的親本物種。所有PCR產(chǎn)物經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳檢測后,使用Sanger測序技術(shù)進行進一步分析,確保每個樣本與目標(biāo)物種的DNA序列匹配度超過99%。
考慮到因為石斑魚宿主DNA濃度遠高于獵物DNA,PCR擴增可能會優(yōu)先擴增宿主DNA,影響獵物DNA的檢測準(zhǔn)確性。因此,研究人員設(shè)計了宿主物種特異性的阻斷引物,以減少宿主DNA的擴增。該阻斷引物的設(shè)計遵循Takahashi等(2020)提出的方法,確保其能夠有效抑制宿主DNA的擴增,并通過體外實驗優(yōu)化了阻斷引物的濃度和退火溫度。
在無菌條件下,研究人員使用組織勻漿機將魚類腸道內(nèi)容物勻漿處理后進行DNA提取。提取的DNA通過qPCR進行測試,優(yōu)化擴增條件以提高物種鑒定的準(zhǔn)確性。隨后,通過引物附加接頭的方式進行文庫構(gòu)建,并在Illumina平臺上進行高通量測序。
研究使用了多重引物組合,針對不同的目標(biāo)獵物群體進行擴增,以確保獲得較全面的食性數(shù)據(jù)。在生物信息學(xué)分析與數(shù)據(jù)過濾方面,在獲得測序數(shù)據(jù)后,研究人員使用了Cutadapt和VSEARCH等軟件來對原始數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制,包括去除引物序列、去除低質(zhì)量序列和去除假陽性序列。
所有符合條件的序列通過BLAST進行比對,以確認(rèn)其與基因庫中物種的匹配情況。最終,根據(jù)比對結(jié)果為每個OTU分配了物種和科的分類信息,并去除了所有可能的非獵物物種或環(huán)境污染物。
為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,研究人員還應(yīng)用了最小序列拷貝閾值方法,去除低頻率的背景噪音。這項研究使用R軟件進行了統(tǒng)計分析,采用Kruskal–Wallis秩和檢驗、曼-惠特尼U檢驗等方法分析阻斷引物濃度、退火溫度等因素對宿主DNA擴增效率的影響。對于不同宿主物種的食物譜,研究通過Jaccard相似性指數(shù)和PERMANOVA分析了物種間食性差異,并通過Venn圖展示了不同物種之間的食物重疊情況。此外,該研究還進行了物種豐富度和多樣性分析,采用非度量多維尺度分析(nMDS)進一步揭示了不同宿主物種之間的飲食組成差異。
這項研究的結(jié)果顯示,雜交石斑魚是一種強大的掠食者,其食譜包括了許多本地物種通常不吃的魚類、甲殼類和頭足類等。這表明,雜交石斑魚能通過利用生態(tài)系統(tǒng)中的空缺資源,破壞原本穩(wěn)定的食物鏈結(jié)構(gòu)。
研究的結(jié)果表明,TGGG作為一種人工雜交種,能夠適應(yīng)并在野外建立種群,其食物資源利用的獨特性可能為其在引入地的成功定殖提供了條件。這一發(fā)現(xiàn)警告,在宗教活動中頻繁釋放此類人工雜交物種,可能對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成長期影響。
此外,該研究還特別提到,雖然“功德放生”這一行為源于善意,但放生的外來物種可能會帶來生態(tài)風(fēng)險。雜交石斑魚的快速生長、大體型以及在香港海域中缺乏天敵的情況,使其在與本地物種的競爭中占據(jù)了優(yōu)勢。長期來看,這種物種可能會打破當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的平衡,對其他本土物種產(chǎn)生排擠效應(yīng)。因此,該研究團隊呼吁,必須在放生活動中加強監(jiān)管,避免無序釋放外來物種,確保本地生物多樣性不受威脅。
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(圖文無關(guān))▲上圖:一條白斑石斑魚(英文名:white spotted grouper;拉丁學(xué)名:Epinephelus coeruleopunctatus)。攝影:王敏幹(John MK Wong) | 海潮天下(Marine Biodiversity)
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中國香港西貢海邊的風(fēng)光。?裘德衛(wèi)(Saul Dewei chiu)| 海潮天下(Marine Biodiversity)(圖文無關(guān))
該研究的作者、香港大學(xué)的教授謝麗婭·舒恩特(Celia Schunter)表示:“我們的研究表明,雜交石斑魚不僅僅是一個外來物種,它還可能會破壞香港海洋食物鏈,并改變沿海生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。”這一結(jié)論無疑引起了科學(xué)界對“功德放生”行為后果的廣泛關(guān)注。該研究還指出,公眾對放生行為的生態(tài)后果認(rèn)識不足,亟需通過加強公眾意識。可見,雖然“功德放生”的初衷是積德行善,但如果沒有充分的科學(xué)指導(dǎo)和生態(tài)評估,放生外來物種可能會帶來不小的生態(tài)代價。感興趣的讀者可以參看全文:
Arthur Chung, Celia Schunter. Distinct resource utilization by introduced man-made grouper hybrid: an overlooked anthropogenic impact from a longstanding religious practice. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2024; DOI: 10.1007/s11160-024-09907-6
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資訊源 | Reviews in Fish Biology and Fisheries
編譯 | 王海詩
編輯 | 海潮君
排版 | 盧曉雨
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【參考資料】
https://hkucms.hku.hk/press/news_detail_28064.htmlhttps://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250119183234.htmhttps://link.springer.com/article/10.1007/s11160-024-09907-6
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