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吹著透南風,點燃蚵仔寮的浪漫
—— 側寫余嘉榮與他地方創生的故事


文|黃文成

17世紀中期,虎克製造了顯微鏡,看到了跳蚤、蝨子與軟木片上一格一格被他稱作為「cell」的結構。自此之後,人們突破了肉眼在微距的限制。在18世紀大航海時代開始,人們迎向不同的大陸,帶著好奇挖掘巨觀的未知,也同時帶著顯微鏡啟航了微觀世界的探索。有一群微小的生命以精緻細細膩的外觀吸引人們的目光,有孔蟲(foraminifera)的存在於是被人察覺。

有孔蟲這個名稱聽起來相當陌生,名字上帶有「蟲」,外觀卻又與認知中扭曲擺動的蟲不同。有孔蟲是單細胞的生物,最大的特色是牠們絕大多數具有殼,殼內具有著由多個小孔連通的腔室,也因此有了這樣的稱呼。

牠們的殼是顯眼的衣帽,讓有孔蟲的外觀可以華麗多樣,也是人們識別牠們的依據。可能以星狀出現在沙灘上(星砂就是有孔蟲!)或以數個球團聚集的型態懸浮於水中,要不就是以五花八門的型態藏埋在從極區到赤道的海洋底泥裡。

「你看,這裡又有,這個也是。」拿著裝著沉積物的試管在解剖顯微鏡下觀察,台大地質科學系的羅立老師點出一粒又一粒小生命的痕跡。本以為只是水面下毫無生機的沉積物,顯微鏡下的富麗堂皇的有孔蟲,讓這攤小沙堆多了幾則動人的故事。

近年來,分子生物學的技術盛行,成為各式生物類群在分類學的新寵兒。科學家們可透過感興趣生物的特定核酸密碼,便能快速地了解物種之間的親緣關係。然而,儘管有分子生物學的技術,型態外觀的判定還是能幫助科學家在現場快速有效地處理有孔蟲分類。透過外殼的型態與材質來區分,而外殼的材質也與牠們偏好的環境有關,例如:在半淡鹹水的環境中,會根據所在地的不同鹽度,外殼會以不同比例的膠結質與碳酸鈣質構成不一樣的外型。反過來推論,在什麼地方看哪些有孔蟲的物種,也能夠作為判定環境生態的依據,就好像如果在某個地方找到熱帶地區的植物化石,便可以推論當時的環境可能跟現代的熱帶森林很像。

由於有孔蟲生活週期短,不同物種對不同的環境又有自己的偏好,且牠們對環境改變或是污染很敏感,可以藉著有孔蟲的分佈來評估當下環境的狀況,因此底棲有孔蟲作為污染指標也很常見。大約在十年前,便有科學家利用底棲有孔蟲物種的多樣性與分佈情形,判別水質環境是否適合珊瑚的生長,來作為珊瑚礁健康狀態的監測工具。近年來台灣海洋大學的學者也套用了這樣的方法,應用在南海南部珊瑚礁健康的調查上。

有孔蟲死後,碳酸鈣質的殼體比有機質更容易保留下來,沉積在泥沙當中,跟著時間的演進,久而久之,有孔蟲的殼體,就會一層一層地累積在沉積物中,就像樹的年輪般。由於有孔蟲所建造殼體的過程中會利用生活當時的海水,殼體內部的成分也會紀錄著有孔蟲攝取的食物與海水的各種性質。一年年累積下來的有孔蟲殼體,連續紀錄著當下海洋中水體與底沙的物理化學特性。科學家可藉由測量有孔蟲殼體的氧、碳、硼等穩定同位素,以及鎂、鍶、鎘、鋅等元素與含鈣量之間的比例,來回推古代海洋的環境。

比方說,海洋中的氧同位素的組成與全球的冰川體積有關,在整體地球比較冷、陸地冰川體積較大的狀況下,水中氧氣中的氧-18的同位素相對含量會比較高,而比較暖、陸地冰川體積較小的環境,則是水中氧-18相對含量則相對較少。因此藉由殼體氧同位素的比例,就可以推估當下的溫度以及全球的冰川體積。因此有孔蟲也成了地質學中協助辨識年代的助手。

地質學是探究地球歷史與變化的科學,然而由於地殼的活動,有時一個造山運動,會扭曲了岩層原本按照時序的排列,改變人們對地層解釋的順序。由於不是所有的地層都可以做放射性定年,這時研究者們就像面對一冊散落書頁的古書,把書頁照原本的順序排整,得仰賴許多不同的線索,像是生物化石。然而,有的生物化石因為生物本身演化速度慢,且分佈侷限在少數地點,因此無法成為鑑別地質年代或是跨區域對比年代的有效材料;而有孔蟲具有演化速度快、分佈範圍廣、容易辨識,且容易保存成為化石等種種優點,在此時就扮演這個地質頁碼的角色。有孔蟲的化石紀錄,可以幫助科學家回溯過去,久遠至五億年前的寒武紀早期。

目前,現生的有孔蟲將近九千種,而古代的有孔蟲則超過三萬種。這些有孔蟲不僅可以提供地質屬於那個年代的訊息,有時候,還能藉由特定的物種的出現與否,告訴我們他所存在的那個年代的環境狀況。於是有孔蟲也成為了研究古環境與古生態的絕佳利器。如前述所言,科學家能藉由有孔蟲知道什麼環境變因控制有孔蟲的出現與否,那麼我們也就可以推知古代有孔蟲群落的改變,可能也是受到哪些因素所影響。在台灣,許多陸地上的地層年代就是依賴有孔蟲化石紀錄,也藉由有孔蟲的物種得知過往台灣西南地區可能是古代的潟湖。

為了翻閱地球古早的歷史,或是遍尋其他應用的可能,地質學家搭乘各個研究船航向不同的海域,取得岩芯,從沉積物中捕捉有孔蟲存在的證據。然而船上的生活不像陸地,再大的船,於汪洋中也不過是蕞爾浮葉,人跟人的相處與合作能否和諧順暢,格外重要。也往往,需要靠大家絞盡腦汁思考怎麼排遣工作之餘的時間。他們可能打桌球打羽球,辦比賽;可能靠手工藝度過等待的時刻,收集船上的各種廢棄物做成飛機或火車,讓童心的釋放點綴著走向地球過往旅程。甚至,他們會舉辦些永生難忘的活動。

「2005年我曾參與一個研究航次有跨越赤道。似乎是有這樣的傳統,古代西方認為赤道以外的地方會掉下去(地球是平的),所以第一次跨赤道的人會有特別的『儀式』。我們那次是搭乘法國船,船上船工們扮演成海盜,把我們抓去船尾綁起來噴水,噴完後帶到船首。此時,船員們扮演成希臘神話的天神,然後定我們的罪。罪狀是每個老師觀察學生的言行,然後寫成半開玩笑的罪行,比如說我做實驗一直搞砸,所以我的罪狀就是:『因為你一直搞砸實驗,老闆叫你再也不要回去了』之類的。天神判完罪後,我們被廚師用廚餘(真的廚餘)倒在頭上作為懲罰,之後再被丟到大水池裡面接受『洗禮』,洗清自己的罪。洗完之後出來開趴替。」羅立老師分享自己滿頭餿水卻笑開懷的照片,看得出來,地質學家相當享受探索的每個時刻。

他說,出海完之後大家都會變好兄弟,但也有可能互相有很多摩擦;因為同時間完全關在一起太久,就算有網路,基本上還是相當封閉的環境,大約航程的三分之二左右大家都會開始很多意見相左之處。但是,到最後收尾的時,大家大多都還會很珍惜如此難得的時光。

出海辛苦,研究室的工作也不輕鬆。岩芯或是沉積物樣本拿到之後,需要用不同的孔徑大小的篩網過篩,接著使用顯微鏡尋找有孔蟲,區分牠們誰是誰。工作聽起來貌似簡單,卻需要無比的耐性,經驗越多當然判別的速度越快。經驗老道的專家往往光是從收集的沉積物的質地,便能判斷樣本中有無有孔蟲,以及可能會有什麼樣的物種;甚至,他們會知道這批岩芯樣本中的有孔蟲,會帶他們去哪個時空遨遊。

所以,故事並沒有停在寒武紀,碳酸鈣殼質的殼體蘊藏著千萬年的記憶,有孔蟲成為微體化石,用牠們的軀殼敘說自己的體驗;像是星光穿越千萬年捎來宇宙的訊息,有孔蟲則替我們預約了對上古幻想的額度。
全文刊於《人間魚詩生活誌》第十八期
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