Paul Snelgrove談海洋生物調查

海洋學家Paul Snelgrove分享他十年來的唯一研究目標:海洋總體生物的研究成果。 他也分享了一些關於海洋生物令人驚嘆的照片

海洋覆蓋地球表面七成多。

而且我認為亞瑟·克拉克 極可能是對的

他說也許我們應該叫地球

「海行星」

海洋是非常具有生產力的，

就像你們可以在這個衛星圖看到的光合作用，

也就是生命新生。

事實上，地球每天的新生命超過一半是來自海洋，

海洋亦產出約我們吸進氧氣的一半。

此外，海洋中還包含很多各式各樣的生物，

且很多生物仍然是不為我們所知的。

但我今天會告訴你們其中的一部分。

那甚至不包括我們從海洋裡所做的整個

蛋白質萃取部份。

那大約是全球需求的百分之十，

且是某些海島國家需求的百分之百。

如果你深入

95%生物存活的地方，

你會馬上發現那裡一片漆黑，

只有一些從螢光生物身上

所發出的微弱光芒。

如果你把燈打開，

你有時也許可以看到一些很壯觀的生物游過，

因為那些是處在深處的居住者

屬於住在深海的生物。

最後，海底會進入眼簾。

這種棲地在地球表面的面積

比任何其它棲地加起來還多。

直到目前為止，我們瞭解月球和火星表面

比我們瞭解這種棲地還多。

即使我們仍未從那些星球上取得

任何一份食物、一口氧氣，

或是一滴水。

所以十年前，

一個叫作「海底生物調查」的全球性研究開始了，

這個研究試圖加深我們對

地球海洋生物的瞭解。

這個計畫包括了17個子計畫。

如你所見，這是各個計畫的分布圖。

我希望你們可以了解這個研究

涵蓋的範圍之廣。

這一切都從Fred Grassle和Jesse Ausubel這兩個科學家

在麻省海洋機構的Woods Hole

做客時相遇開始的，

當Fred正在感歎海洋生物

事實上已經面臨危機而且沒有任何實行的解決措施時。

這個計畫就是從那次討論開始實行

包含了來自全球超過

80個國家的2,700個科學家，

研究540個海域，

經費超過六億五千萬元，

來研究全球海裡生物的分布、

多樣性、和豐富性。

所以我們找到什麼呢？

我們發現許多令人嘆為觀止的新物種，

比我們看過的任何生物都更美麗驚艷。

從海岸線到深海，

包含從微生物一路到魚類等。

而這之中的限速步驟並不是未知的生物多樣性，

而是分類學家

試圖鑑定並分類這些物種，

這才是限速步驟。

他們，事實上，就是一種面臨絕種的物種。

每天事實上大約有四到五個新物種

在海洋中被發現。

如我所說的，還可以是個更大的數字。

我來自加拿大的紐芬蘭，

那是一個位於大陸東邊海岸的島嶼，

也是我們的歷史上其中一個遭遇過

嚴重濫捕的地方。

可以看到這張照片有個小男孩在一條鱈魚旁邊。

大約是19世紀左右。

當我跟這個小男孩大概一樣大的時候，

我會跟我祖父去釣魚，

然後我們會抓到只有這張照片尺寸一半的魚。

而我當時認為那是很正常的，

因為我從來沒有看過這樣大的魚。

在漁業瓦解二十年後的今天，如果你再去釣魚，

如果你可以順利抓到一隻魚，這是有點挑戰的，

那隻魚的大小也會是我當時釣魚的一半。

所以我們正在經歷的是一個叫做變換底線的過程。

我們期待在海裡可以產生的東西

是一個我們無法真正體會的事情，

因為我們從未在我們的一生中看過。

現在大部份的人們，也包括我，

會認為人類對海洋的浩劫

大約是在過去50年、100年或更早

才開始嚴重起來的。

這個調查試圖利用所有能找到的資訊

來回溯過去的時間點。

因此他們從餐廳菜單

到修道院的船行紀錄，

來瞭解當時海洋的情形。

因為科學數據大部分至多回溯到

第二次世界大戰。

而他們發現事實上

從羅馬時期漁業濫捕就開始嚴重了。

在那個年代，冰箱還不存在。

所以漁人只會抓

他們當天可以賣掉或吃掉的量。

但羅馬人發明出醃漬法。

有了醃漬法，

存放及長途漁獲運輸變成可行了。

因此開啟了工業漁業。

這些是我們目前的推斷，

根據早期人類對海洋的衝擊

牽連到我們現在的損失。

他們將百分之65到98的受到危害的

主要生物族群

用深藍色長條顯示。

然後那些我們已經開始維護的物種，

以近年來的海洋哺乳動物和海鳥來說，

開始有復原的跡象。

所以也不是完全沒有希望。

但其他絕大部份，我們已經歷了大量醃漬到資源枯竭。

現在另一個證據是非常有趣的。

這是在佛羅里達海岸捕捉到的漁獲。

這是1950年代的照片。

我要你們注意旁邊的比例尺，

因為當我們看1980年代的相同照片時，

我們可以看到魚明顯地變小，

且我們也看到

魚的結構有些不同。

到了2007，這些漁獲的大小

已經有點可笑了。

但這並不是件好笑的事。

海洋已經喪失了很大部份的生產力，

且我們得為此負責。

接下來談什麼？事實上還有很多可以聊。

而且我要來跟你們聊一點關於這些計畫的趣事。

我要從科技面來開始談，

因為這是TED會議，

你們自然會想要聽到一些關於科技的東西。

我們用來採集深海樣本

的其中一種工具是遙控汽車。

我們將這些綁在一起的運載工具降到海床，

讓他們成為我們在海底工作的雙眼和雙手。

像幾年前，我原本要去一趟海洋地質之旅，

但因為時間上調度的問題無法參加。

但透過一個衛星連結，我可以坐在我家書房繼續我的研究。

我的狗就盤在我的腳邊，手上還拿著一杯茶，

跟艦長說：「我要這裡的樣本。」

艦長就會完全照做。

這是現今才有的科技，

這些科技在十年前甚至還不存在。

所以這讓我們可以在這些離海面和光源

很遠卻令人驚艷的棲地

來採集樣本。

其中一個我們可以用來採集樣本的工具是

聲音，也就是聲波。

聲波的優點是

他們能輕易透過水傳聲, 不像光一樣。

所以我們可以發射聲波，

聲波會碰到像魚之類的生物反射回來。

所以在這個例子裡，一個調查員帶了兩艘船出去。

第一艘船會發射聲波

之後反射回來的聲波會被第二艘船接收，

這會給我們很精準的估計值，在這個例子中

兩千五百億隻鯡魚

在一分鐘內就被偵測出來

那大概有一個曼哈頓島這麼大。

能這麼做對漁業來說是很有用，

因為知道有多少魚是非常重要的。

我們也可以用衛星定位

來追蹤在海裡移動的動物。

也可用在那些會到水面上呼吸的動物，

例如這隻海象，

衛星定位可以將資料回傳給岸上

並且顯示牠在海裡的位置。

這可以讓我們用來繪製路線圖。

舉例來說，深藍色的點

告訴你這隻海象搬到北太平洋。

我知道對色盲的人來說，這張投影片並沒有很有用，

但還是跟著我聽下去。

對那些不到水面上的動物，

我們有一個叫做彈出標簽的東西，

它會收集光線的資料和日出日落的時間。

然後在某些時段，

它會彈上海面上，將這些資料傳回岸上。

因為GPS無法在水裡使用，所以我們才需要這些工具。

因此利用這些資訊，我們可以找出這些藍色路徑，

這些海底熱點，

應該是海洋保育

優先採取的地帶。

另外一件你們可能會想到的是

當你們去超市買東西的時候，這些東西會經過掃描。

因為這些物品上有條碼，

會告訴電腦物品是什麼。

基因學家也發明了相似的工具叫做基因條碼。

這些條碼利用一個叫做

CO1的基因，

這個基因在同種類中是相同的，但在不同種類中卻不同。

這代表我們可以很清楚的分辨

不同的物種，

即使他們看起來很像，

但在生物性質上卻是很不同的。

用其中一個我喜歡的例子來說，

一個在紐約市的兩個女高中生

與調查計畫合作的故事

他們去紐約市的魚市場和餐廳蒐集魚

然後掃描魚。

他們發現有很多被標錯名稱的魚。

舉例來說，

他們找到一些被當成很有價值的鮪魚販售，

但實際上卻是低於鮪魚價值很多的吳郭魚。

他們也有找到一個瀕臨絕種的種類

以很常見的物種拍賣。

所以條碼化可以讓我們瞭解我們是在研究

以及食用哪些物種。

海洋生物地理資訊系統

是用來儲存這些調查的資料庫。

他是開放性的，你們大家都可以去那邊下載你們想要的資料。

它包含了「海洋生物調查」的所有數據

加上其它人們願意貢獻的資料。

所以你們可以利用這些資料

來瞭解物種的分類和他們分布在海洋的位置。

這邊是我用我們現有的資料繪製的圖。

這是用我們主要集中心力的的採樣的地方。

你們可以看到

我們在北大西洋蒐集樣本，

主要在北海，

在北美洲東部海洋也蒐集到很多。

暖色系顯示樣本數很多的地區。

冷色系, 像是藍色和黑色，

代表我們幾乎沒有資料。

所以就算經過了十年的調查，

仍然有很多地區沒有被勘查過。

有一群在墨西哥海灣工作的德州科學家

成為工作狂熱者，

將他們所知道關於墨西哥海灣的

所有生物資訊統整。

所以他們整理出一張所有生物的清單，

上面標註他們出沒的地方

這看起來真的很深奧、純科學的活動。

但後來有了墨西哥灣漏油事故。

突然間，這份對工作的熱愛所產生的清單

在顯然不是經濟因素所產生的情況下

成為一個很重要的資訊，

像是這個系統要如何恢復，得花多久時間?

和這些訴訟的後續

以及在未來幾年好幾億的討論等

該如何解決?

所以我們發現什麼？

我可以站在這談這個談好幾個小時，但當然我不能這麼做。

但我要告訴你們一部分在這個調查中

我最喜歡的發現。

其中一件是我們發現哪裡是多生物的集中點？

我們在哪裡可以找到最多海洋物種？

所以當我們把熟知的物種繪製出來，

就會是像這樣的分佈。

所以我們看到的沿岸標籤，

是那些住在在沿岸附近的生物，

呈現在熱帶地區最多樣化的情況。

這是實際上我們已經知道一段時間的事了，

所以也不算是什麼驚人的發現。

真正振奮人心的是

許多海洋標籤，或是說那些離海岸比較遠的生物，

其實在中緯度的地方比較多樣化。

這些資料可以讓管理者利用，

如果他們想要優先保育海洋中其中一個區域的話。

你可以以全球化保育，但也可以區域化保育。

這也是為什麼生物多樣性的資料這麼珍貴。

雖然我們在這個調查中發現的物種，

大多是很小且不容易看見的，

但並不是一直都是這樣。

舉例來說，雖然很難相信

有三公斤大的龍蝦可以躲過科學家的搜尋，

但直到幾年前

南美洲漁夫要求外銷許可時，

科學家才發現這個物種。

同樣的，這個金色V型海帶

是在阿拉斯加僅比水位低一點的地方

被發現的新物種。

儘管它有三公尺長，

但仍然沒有被科學家發現。

這個傢伙，大鰭魷魚，長約七公尺。

不過說實在的，它生存在大西洋中洋脊的深海，

所以當然更難被找到。

但仍然有機會能發現很重要且很有趣的東西的可能性。

這種蝦子，我們叫它侏羅蝦，

它被認定在50年前就絕種了，

直到最後被海洋生物調查發現

他們在澳洲海岸活得好好的。

這顯示海洋的無邊無際

可以長久隱藏許多未知的事物。

所以史蒂芬·史匹柏，別難過了。

如果我們看這些分佈圖，它事實上分佈轉變得很快。

我們其中一個紀錄顯示

灰鸌，經歷令人嘆為觀止的遷徙，

從紐西蘭一路上

飛到阿拉斯加再飛回來

就為了尋找永無止盡的夏天，

讓牠們完成牠們的生命週期。

另一個紀錄是有關於白鯊咖啡廳。

在太平洋有個地方是白鯊聚集的地方。

我們不知道為什麼牠們喜歡待在那，真的不知道。

這是留給未來的問題。

我們在高中曾學過

所有動物都需要氧氣才能存活。

這個小動物，只有半公釐長，

並不吸引人。

直到1980年代早期才被發現。

但非常有趣的是

幾年前，海洋生物調查的科學家發現

這傢伙可以在氧氣不足的

深地中海裡蓬勃成長

所以現在他們知道，事實上，

動物可以不靠氧氣生活，至少一部分不用，

且他們可以適應於最殘酷的環境。

如果你把海洋中的水都吸走，

會剩下這個，

這是在海床的生物質。

我們可以看到在極圈地帶有很大量的生物質量，

但在中間卻沒有那麼多。

我們在極地有找到生物跡象，

並發現新的品種

生存在冰中

成為食物鏈循環的一部分。

我們也找到令人驚奇的雪蟹，

牠們可以在復活島附近的海底火山旁生存。

而這個特別的物種

引起大眾極大的注意力。

我們也發現目前所知最深的火山口有五千公尺深、

最熱的火山口高達攝氏407度、

在南太平洋和北極海發現了海底火山口，

而這些地方在之前從未被發現過。

所以就算是新的環境也會有新的發現

至於未知的事物仍不勝枚舉。

我現在僅很快地大略舉出其中一部份

給你們。

首先，我們可能會提到，海洋中有多少魚？

我們事實上對魚類的瞭解比海洋哺乳類動物

以外的種類瞭解得更多。

所以我們可以利用已發現的比率來推斷

我們可能還有多少物種等待發現。

從這之中我們可以計算出

大概已有16,500種海洋生物為我們所知

所以大約還有1,000到4,000種要找。

所以我們做得相當好了。

我們已經找到百分之75的魚，

也許已經找到九成了。

但魚類，如我說的，是我們最瞭解的。

所以我們對其他種類的了解程度低了很多。

這個圖表事實上是從一個即將要在

生物學期刊發表的新文章中取得的。

而這篇文章是在預測陸地和海洋中

總共有多少物種。

他們的結論是

他們認為我們大略知道海洋中百分之九的物種。

那代表就算(海洋生物調查)之後，還有91%的生物

持續等待被發現。

所以等全部都找到後

那大約會有兩百萬物種。

所以對於這些未知的東西，

我們還是有很多事情要做。

這種細菌

是在智利海岸可以找到的生物墊的一部份。

而這些生物墊實際上可涵蓋一個希臘那麼大。

所以這一種細菌事實上是可以用肉眼看到的。

你們可以想像這樣的生物質量所代表的意義。

但最耐人尋味的是這些微生物

的多樣性。

一滴海水

可以包含160種不同的微生物。

而且光在海洋中

估計就有十億多種不同的微生物。

所以這很令人興奮。他們都在那裡做什麼呢？

我們並不清楚。

對我來說，最振奮人心的是

這個調查是在扮演地球科學研究的角色。

所以我們從這個圖片可以看到晚上的光線圖，

在地球上有很多區域

發展的速度遠比

其它區域好，

但在這兩者中間還有一些黑暗的區塊，

即相對之下未被發掘的海洋。

而我想要討論的是

海洋是互相連結的。

海洋生物不並在乎國際間的界限，

他們隨心所欲。

因此國際合作

就非常得重要。

我們已失去很多仙境般的地方了。

舉例來說，在北海曾經很豐盛的鮪魚

現在已經沒了。

在地中海深海撒網

撈上岸的垃圾比動物還多。

且這還是在深海，那個我們認為在地球上

最原始的地方。

而且還有很多其他困擾。

海洋酸化是人們很關心的議題，

海洋暖化和對珊瑚礁的影響也令人關切。

在幾十年內，相當於我們的一生，

我們會看到珊瑚礁被大量得破壞。

我大可用我最後的一些時間

來嘮叨一連串對海洋的保護，

但我想要用一個更正面的方式結束。

目前最大的挑戰是

試著保護我們僅有的事物，

因為他們仍然令人嘆為觀止。

且海洋是非常豐饒的，

那裡有太多跟人類息息相關的生命，

我們真的需要，即使是以自私為出發點，

也盡可能做得比以前更好。

所以我們需要找出這些生物熱點，

並盡我們所能來保護他們。

當我們看到這些美麗得令人無法呼吸的圖片時，

海洋還額外提供

給我們呼吸的氧氣。

調查科學家無論是在雨中工作、在嚴寒中工作、

在海底工作還是在海面上工作，

都盡力發現這些不可思議的事物，

儘管大部份仍是未知

以及海洋生物驚人的適應能力。

所以無論你是住在智利山上的犛牛牧人，

還是紐約市的股票經紀人，

或是住在愛丁堡的收看TED的人，

海洋對你們都是很重要的。

所以我們應該與海洋同進退。

謝謝。

（掌聲）