本文转载自中央研究院研之有物,泛科学为宣传推广执行单位。
- 采访撰文/田偲妤
- 美术设计/蔡宛洁
出发!拜访中研院的自然生物朋友
漫步在中央研究院与邻近的国家生技研究园区,走着走着瞬间被大自然环绕,只见台湾蓝鹊在树林间飞翔、红冠水鸡在生态池筑巢。蜿蜒而下的四分溪中,台湾马口鱼、粗首马口鱲、高体鰟鮍等原生鱼种悠游其中。
然而,在这片生机盎然的景象之外,尚有许多生物正待发掘与研究,甚至濒临绝种亟需种原保育。为此,院内特别设置生物多样性研究博物馆,典藏上万件珍贵的动、植物标本。国家生技园区也采取多项生态保育措施,造就多样的浅山森林生态系。
现在跟着研之有物搭上生态方舟,出发拜访院内的自然生物朋友吧!
脚底有肥!一起栽进植物学家的秘密基地
你是热爱植物的「植青」吗?近年的观叶植物热潮让不少人一头栽进植物的世界,其中种类众多、花叶缤纷的秋海棠更是坐拥一票粉丝!中研院内就有一处会让秋海棠迷陷入疯狂的秘密基地。
喜欢凉爽湿润、略为遮蔽且透气良好环境的秋海棠,非常适合生长在台湾的低海拔山林。目前台湾有记录的秋海棠属植物共有 18 种,其中 14 种为特有种,物种特有率高达 75% 以上,当中共有 9 种是由中研院彭镜毅研究团队发表。已退休的彭镜毅研究员个人更发表了 105 种秋海棠新种,是国际着名的亚洲秋海棠专家。中研院生物多样性研究博物馆植物标本馆,因此蒐藏许多质量兼具的秋海棠标本。
每一件腊叶标本都是植物学家翻山越岭、从大自然中采集到的瑰宝。完整采集的植物需包含根、茎、叶、花、果等部位,新鲜的植物先摆放好展示特徵的姿态,夹在报纸内定形,再用采集夹压制束紧,并经历烘乾、冷冻除虫等前置作业。接着还要查阅植物志、比对相似标本来监定植物种类,并将详细的采集资讯输入资料库。
处理好的标本需装订在「台纸」上,这是一种用棉花纤维制作的特殊用纸,不含酸性且相当坚韧,可维护标本品质与保存寿命。一份标准的腊叶标本通常包含:植物材料、标本标签、馆号、碎片袋。「标本标签」见证了植物学家们跨时空的资讯更新。我们可从原始标签上得知最初的采集者、采集时间、植物生长环境等基本资讯。如未来有新的研究成果出炉,其他植物学家可以依序加贴订正标签,更新研究资讯、重新为标本定名。
此外,黏贴於台纸一角的「碎片袋」则是一个神秘的小空间。打开紧密包裹的封套,制作标本时掉落的花朵、果实、叶片与枝条重见天日,这些植物碎片可提供研究者进行更仔细的观察、监定与分类判定,或做为分子生物实验的材料。
走进植物标本馆,一排排巨大的典藏柜收藏约 14 万 5 千多件标本,全数依循 APG IV (被子植物亲缘树状图)分类系统归档。打开标本柜,一股植物特有的青草香扑鼻而来,每一夹收藏腊叶标本的种套依照采集地点以不同颜色标示。当中包含许多珍贵典藏,例如作为新种发表凭证的模式标本、与英国爱丁堡皇家植物园交换来的百年标本,以及高雄医学大学捐赠的日治时期岛田弥市采集标本。
翻开一份特别以电子防潮柜存放的正模式标本,这是彭镜毅研究员於 1988 年发表的第一个新种秋海棠——岩生秋海棠,采集自嘉义县竹崎乡海拔约 500 公尺处的潮湿岩石山坡。岩生秋海棠是台湾特有种,其特色是细长的走茎及球茎,植株於冬季(旱季)凋萎後,地底富含养分的球茎会进入休眠状态,等待隔年春季(雨季)复生。
由於岩生秋海棠喜欢的岩壁栖地多被改建为水泥墙,再加上外来种小花蔓泽兰的入侵,让其面临生存危机,因此植物学家除了保存腊叶标本,也会将活体带回温室繁殖。目前中研院的温室种植了从全球采集与交换、超过 600 种秋海棠,肩负起种原保育工作,也可进行微构造观察、染色体细胞学、族群遗传和化学天然物等多元研究。
彭镜毅研究员最常挂在嘴边的一句话:
脚底有肥(ka-de-wu-bui)
意在勉励研究人员常在野外、标本馆与温室之间,多多走动、细心观察、与植物培养感情。这对照顾植物来说是最佳的养分,也彰显植物学家勤於探索大自然、发掘未知物种的冒险精神!
生物方舟启航!动物标本馆延续物种新生命
走进典藏室,放眼所见,架子上摆满一罐罐鱼类、无脊椎动物标本。拉开柜子,出现一件件制成棍棒状的研究用鸟类皮毛标本,还有许多栩栩如生的生态标本。
这里是中研院生物多样性研究博物馆动物标本馆,主要典藏研究人员为了研究而蒐集的凭证标本,包括鱼类、鸟类、珊瑚、多毛类、软体动物、昆虫、甲壳类、棘皮动物等,也与台北鸟会等救伤单位合作,将救治失败的死亡个体制成标本。其中鱼类标本近 4 万件,包含本土鱼类 2 千余种,是国内最完整的鱼类标本典藏库。
鱼类标本的制作依据其用途而不同,最常见的是「浸液标本」,制作方法是先用福马林固定,让肌肉不再被微生物消化,也可保有柔软度,最後浸泡於 75% 酒精内长期保存。之後须定期更换酒精,去除标本渗出的色素与油脂,以维护其最佳状态。
另一种常见的是「透明染色标本」,其做法是先使用染剂为骨骼染上颜色,硬骨会呈现红色、软骨则呈现蓝色。随後再使用酵素将表皮和肌肉组织消化、使之呈现透明状,最後保存在甘油之中,这样就能观察鱼类的骨骼形态。
为了教育展示或典藏空间考量,像花斑拟鳞魨(小丑炮弹)等长有硬皮的鳞魨科鱼类,剥下的外皮可制成「乾燥标本」,外观再涂上牠原本的颜色,可供教学展示使用。体型较大的鱼有时只会保存其部分身体,例如大型的鲨鱼,常见以「骨骼标本」的型式来保存其别具特色的口部,可以观察到鲨鱼具有多排、脱落後可不断替补的牙齿。
典藏库内还藏有已在台湾灭绝的珍稀鱼类标本,管理鱼类标本的黄世彬博士,拿出「中华棘鳅」的浸液标本。早年广泛分布在台湾西部低海拔河川的中华棘鳅,因水质污染、栖地破坏等人为因素而绝迹於台湾这块土地上。今日典藏在中研院的中华棘鳅标本,是在 1964 年采集,也是国内最後一笔正式的采集纪录,极为珍贵!
为了保存这些珍稀动物的遗传物质,供研究人员进行物种监定、新种发表、基因体或分子演化研究。标本馆收集了各类群野生动物的组织样本,储存在温度介於 -160℃ 至 -196℃ 的大型液态氮储存槽。看似普通的银色圆筒却是攸关物种存续的「冷冻方舟」,目前已储藏多达 4 千种、1 万 5 千多件的野生动物遗传组织样本。这也是全国最大的野生动物冷冻遗传物质典藏库,是极为珍贵的研究资产。
标本馆除了典藏研究用的模式标本与凭证标本,许多标本背後还藏有一段故事。
走进动物乾制标本典藏室,映入眼帘的是多只巨大的信天翁标本。漂泊信天翁分布於南太平洋中高纬度海域,凭藉 3 米的巨大翼展动态翱翔,可以耗费很低的能量长距离飞行。信天翁以鱿鱼、小鱼为食,经常跟随渔船捡拾鱼饵、鱼杂,因此常误食鱼饵,成为远洋渔业延绳钓渔法的牺牲品。这些标本由南太平洋进行鲔延绳钓作业的船只所携回,由博物馆同仁及志工制成标本,用以宣导混获造成海鸟族群下滑的保育议题,推广「台湾鲔延绳钓渔业减少意外捕获海鸟国家行动计画」。
此处还藏有许多在中研院拾获的鸟类标本,管理乾制标本室的薛孟旻经理指着一只台湾蓝鹊标本,谈起当初收治到制成标本的过程。现在很多建筑外观是玻璃帷幕,鸟类常将玻璃反射误判成森林而撞上,或是在飞行途中被车子撞伤。眼前这只台湾蓝鹊被发现时翅膀严重开放性骨折,救治失败後最终制成标本,透过研究和展示延续其生命价值。
鸟类的羽毛如同其第二生命,对於研究人员来说也是珍贵的研究资料。从羽毛卡可以观察头顶、胸部、翼下覆羽、尾部覆羽等不同部位的羽毛细节。当飞机发生鸟击事件,难以判断事故物种时,飞安基金会人员便会带着羽毛残骸来比对羽毛卡,正确判断鸟种有助於制定避免鸟击事件的措施。
各种鸟类除了羽毛颜色、花纹不同,结构、质感也大不同,例如短耳鴞、领角鴞、黄嘴角鴞等夜行性猫头鹰,有着如猫毛般细致柔软的羽毛,以及飞羽前缘的梳状构造,让他们得以在暗夜潜行,无声无息接近猎物。
动物的世界还有许多未知等待我们探索,同时,自然栖地的破坏也导致许多生物濒临绝种。动物标本馆如同一艘生物方舟,持续蒐集各种野生动物标本,肩负起物种纪录、基因保存、环境教育等重要工作!
【生物多样性研究博物馆——动、植物标本馆】
- 开馆时间:周一至周五 9:00-12:00、13:30-16:30,采预约参观
- 预约方式:主要开放国内外研究人员使用,不对一般民众开放。学校单位进行预约,需以正式公文申请参观。每年中研院「院区开放参观活动」原则上开放一般民众参观。
- 更多资讯:官方网站
一秒走进大自然!拜访国家生技研究园区的生物朋友
在都市水泥丛林待久了,真想暂时抛下工作、课业,一秒走进大自然。这样人类与自然共存的愿望,就在国家生技研究园区实现了!
位於四分溪沿岸的国家生技研究园区,现址原为 202 兵工厂火工部,在军方长期的管制下,保有丰富的动、植物生态,人工开凿的滞洪池可追溯至 18、19 世纪,为发展农耕而开辟的三重埔埤,如今成为众多浅山与湿地生物的栖息地。
占地广达 25.31 公顷的园区,实际建筑面积只有 3.2 公顷,其余土地留给生态环境,更特别施行多项保育措施,让台湾原生物种得以安心生长。园区内的「环境教育中心」便记录了多年来的复育成果,你可以透过互动壁画、四维空间剧场、模拟溪流与湿地生态的水族缸,以及藏有各种动物的浅山生态系模型,了解园区多样的生态、南港在地发展史,以及保护自然环境的方法。现在就跟着我们走进大自然,看看园区住了哪些生物、做了哪些努力吧!
园区内有两处重要的水域,为环境的永续发展注入活水,一处是像脐带般蜿蜒而下的四分溪;另一处是像心脏般、位於园区中心的生态滞洪池。为了重现古三重埔埤的昔日风光,生态滞洪池特别扩大湿地空间,仿自然地貌设计泥岸、滩地、草泽、陆岛等多元栖地。
走近一看,滞洪池边缘的落差处怎麽垂挂着一条绳子?原来这是协助「日本绒螯蟹」溯溪返家的贴心小物。日本绒螯蟹(俗称毛蟹)会在秋冬顺流而下至半淡咸水区的河口产卵。翌年春天,长大的年轻毛蟹会逆流而上,回到溪流水域生活。滞洪池边垂挂的绳子可供毛蟹攀爬,不让人工地形阻碍返家之旅。
此外,这片水域还住着一对超级好麻吉——高体鰟鮍、圆蚌。高体鰟鮍的雄鱼会先占据圆蚌以吸引雌鱼,雌鱼会将产卵管伸入圆蚌的鳃瓣产卵,雄鱼随後排入精子。圆蚌会扮演称职的保母,保护受精卵直到幼鱼孵化。同时,圆蚌也会让自家小孩钩介幼虫,附着在高体鰟鮍的鱼体上,等到变态成幼蚌後,才会从鱼体脱落,沉降到水底继续生长。
在国家实验动物中心的外围,有几棵长相特别的树,最中间的树干已被榕树缠绕、濒临枯死,上头还有一个个小洞,造成如此奇观的主角就是「五色鸟」(又名台湾拟啄木)。每年春夏交接之际,进入繁殖期的五色鸟会开始建造爱的小窝,牠们会选择质地较脆弱的树木,啄树洞筑巢。而榕树之所以会缠绕在别棵树上,很可能是五色鸟吃了榕树果实後,种子随着粪便掉落在树周遭,因而形成树木交缠的奇景,也为五色鸟营造合适的繁殖环境。
回到环境教育中心前方的草丛,隐身其中的蛙类正在开演唱会,鸣叫声震撼地表的每个角落。之所以吸引大量蛙类栖息,要归功於「生态草沟」的设置。不同於只重排水的水泥沟,生态草沟的底部是天然的泥土地,兼具排水、保水、绿化及营造生物栖地等功能。走进这片生机盎然的绿地,紧邻池畔种植了一排特殊的树种「罗氏盐肤木」,其果实含有的乳脂状物质带有咸味,原住民族常用来替代食盐调味,也会用其木材制作耳环或其他器具。
生态草沟所营造的自然栖地一路延伸到「树木银行」,与园区周遭的浅山森林接壤,建构出食物链稳定发展的生态系。园区兴建时尽量不伤害原栖地的动、植物,但不免因建设需要,必须移动一些树木和表土,於是特别设置树木银行,作为树木的新家。移植时须选择合适的季节,静置约 6 个月让根系有足够的修复时间,才能种植到新的土地。
此外,因工程而挖除的表土也不能丢弃,里头富含营养的有机质、多样的原生植物种子,可以铺设在原生林带和人工湿地复育区,期待种子发芽、造就永续长存的生态系。
从百年前埤塘梯田绵延的农村聚落,到 20 世纪工业兴起遗留的黑乡印象。今日的南港已摘掉黑乡帽子,试图在科技发展与生态保育之间取得平衡。
【国家生技研究园区环境教育中心】
- 开馆时间:周二至周六 9:00-12:00、13:30-16:30 免费参观
- 地址:台北市南港区研究院路一段130巷99号F栋1楼
- 更多资讯:环境教育中心介绍