2022年04月25日 09:00
【科學快訊】
我們所熟悉的金魚總是以迷你、可愛的形象遊弋於魚缸中，然而在大洋彼岸，這種看似人畜無害的生物卻在生態環境中「大殺四方」。
撰文 | 漢娜·洛斯（Hannah Loss）
翻譯 | 範嘉豪
審校 | 李詩源
2021年夏天，在加拿大多倫多西邊一個只有兩個籃球場大的雨水池（stormwater pond，用於降低洪峰以及平衡排水系統中雨水徑流的流速的人工水體）裏，生物學家竟然發現了2萬多條金魚。這些金魚很可能是家養金魚被放生後所繁衍的後代，它們不僅泛濫成災，而且有些個體甚至長成了重達3磅（約1.4千克）的巨無霸。為了便於收集雨水和徑流，北美地區的各城市在過去40年裏一直在修建雨水池，然而入侵的金魚卻在這成千上萬的雨水池中野蠻生長。
多倫多大學和加拿大漁業和海洋部（DFO）的生態學家正聯手調查，這些汙染嚴重、環境惡劣的雨水池是否賦予了具有超強抗逆性的金魚更大的生存優勢，以及其中的機制是什麼。如果人們對此置之不理，這些金魚很可能占領附近的五大湖區，並淘汰那裏的本地種。多倫多大學斯卡伯勒（Scarborough）分校的保護生物學家尼古拉斯·曼德拉克（Nicholas Mandrak）參與了這個項目，他提出了自己的疑問：「隨著氣候變化，這些‘超級入侵魚’可能會對生態產生越來越大的影響。它們的存在是不是我們人類所導致的？」
從觀賞魚到入侵物種
金魚是一種原產於東亞的觀賞魚，最初可能是通過船舶的壓載水（ballast water，為調整船的浮態和穩性、改善船的航行性能而注入特定船艙的水）進入了北美的五大湖和河流。曼德拉克估計，一些小的局部種群可能已經在這些水體內繁衍生息了150年。加拿大麥吉爾大學的入侵物種和生態學教授安東尼·裏奇亞迪（Anthony Ricciardi）曾與曼德拉克合作，但並未參與這個研究項目，他認為不論這些金魚進入什麼樣的新棲息地，它們對當地環境都是有害的。
其中一個原因是，金魚的進食過程會擾亂周圍的環境。它們會將湖底和河底的細小沉積物大口吞下、在口中翻轉，然後吐出泥沙並吸入從中掉落的食物。因此，金魚會把許多水生植物連根拔起，並且使水變得渾濁、導致水中光照減少，因此水生植物也可能最終會因缺乏光照而死亡。裏奇亞迪補充說，金魚用這種破壞行為改造了自己的棲息場所，卻讓那些靠視覺捕獵或依賴光照生存的物種的生存環境惡化了。
雖然這些入侵金魚已經在北美生存了很長時間，但在過去的10年裏，隨著城市雨水池的不斷增建，在各處的雨水池和五大湖的一些港口水域內，它們的數量出現了急劇的增加。生物學家推測，大多數雨水池裏的金魚最初是由人類引入的，因為湖泊裏的金魚不太可能逆流遊動到位於上遊的這些孤立的池塘中。大多數魚類物種無法在雨水池中存活，因為這些池塘中環境惡劣且不穩定，不僅水位會隨著降雨狀況而頻繁波動，而且由於其深度較淺，池水的含氧量很低，水溫也相對較高。然而這些金魚卻演化出了一套特殊的代謝系統，使它們有時能在沒有氧氣的環境中生存長達5個月。
潛在危機
加拿大漁業和海洋部研究魚類生產的生物學家克莉絲汀·波士頓（Christine Boston）認為，科學家所擔心的是，由於全球變暖導致河流和湖泊中的含氧量下降，金魚可以憑借這一超強的耐受力獲得相對本地種的競爭優勢。如果這些金魚真的具備了這樣的競爭優勢，在城市雨水池中的金魚流入自然濕地後，它們的破壞力可能會比當前野生的金魚種群更強大。為了獲得進一步的認識，曼德拉克和同事正在比較雨水池和自然生境中的金魚種群，研究它們在當前的環境和未來氣候變暖背景下的環境中的生存情況。
2021年夏季，研究團隊調查了兩個雨水池中金魚的溫度耐受性。研究人員把金魚放入水中並緩慢地給水加熱，當金魚不能繼續保持直立姿態時，就說明水溫已經達到它們耐受的最高限度。曼德拉克計劃在今年夏天測試另外24個雨水池中金魚的溫度耐受性，並與五大湖區野生種群的總體溫度耐受性進行對比，並希望最終能找到調節金魚溫度耐受性的特定基因，同時判斷相關基因在野生魚和池塘中的魚之間是否存在差異，如果存在差異就說明發生了演化適應。
科學家調查的其中一處雨水池，他們希望找到能適應惡劣水生環境的金魚。（圖片來源： Christine Boston/加拿大漁業和海洋部）
這個研究項目也揭示了雨水池的一些環境特征。這些池塘通常深度不到6英尺（約1.8m），池水通常比較溫暖。池塘的含鹽量往往很高，這是因為冬季在道路上撒的除雪鹽流入了池中。此外，化肥的使用也使這些雨水池常常變得富營養化。波士頓指出，水溫過暖和富營養化會導致水中含氧量降低。她目前也正在研發環境DNA（eDNA）的采樣方法，以用於在少量水樣中檢測金魚的遺傳物質。掌握雨水池的環境特征後，加拿大漁業和海洋部還可以確定可能有金魚棲息的「高風險」池塘，然後使用eDNA樣品來快速地確定環境中存在哪些物種。如果在樣品中檢測到金魚，人們就可以阻斷池塘向附近的水道排水，降低這些耐受性超強的金魚進入天然水體的風險。
曼德拉克、波士頓和裏奇亞迪等專家都認為，要想更好地管理這些超級入侵金魚，未來的工作重點在於預防。例如，在池塘周圍放置標志，建議人們不要把不再想養的寵物魚放生，而是把它們送回商店或送給朋友。除了給公眾的建議之外，波士頓還建議土地開發商和工程師重新考慮雨水池的設計方案，以便防止金魚或其他入侵物種泛濫，比如在雨水池和相鄰水道之間建立屏障，或是在池裏大量投放金魚的天敵，如大嘴鱸魚（它們本來就是這些地區的本地種）。
波士頓以及其他生物學家期待盡快充分了解入侵金魚的威脅，避免它們危及下遊的本地魚繁殖地和濕地、造成無法挽回的後果。「在充分評估其潛在風險之前，我們應該盡力防止這些金魚流入野外環境。」曼德拉克對此呼籲道。
