台灣龜山島的熱泉生態系（Hydrothermal Vent Ecosystems）

台灣龜山島的熱泉生態系（Hydrothermal Vent Ecosystems）
高雄市高雄女中生物科蔡佩珊實習老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

台灣龜山島海域有許多淺海熱泉(shallow-water hydrothermal vents)噴口，隨時會噴出高溫硫磺煙柱和有毒火山氣體，出口溫度高達攝氏六十五度至一百一十六度，強酸高熱的毒性環境讓眾多生物避而遠之。但烏龜怪方蟹(硫磺怪方蟹, Xenograpsus testudinatus)卻能大規模地聚集在噴口裂縫中，為當地唯一肉眼可見的生物，在長五百公尺、寬兩百公尺範圍內，估計數量在一仟萬隻以上。

”怪方蟹”最早在1975年於日本小笠原群島新冒出的火山島海域發現，棲地在淺海噴發熱泉附近、水深十公尺至一百公尺處，背殼略成方形，經生物科學家分類為短尾亞目、方蟹科、怪方蟹屬，1997年正式發表為世界新種”Xenograpsus novaeinsularis”。1999年台灣和新加坡學者在龜山島海域發現類似日本小笠原群島的怪方蟹，並在2000年正式發表為世界新種，因發現地點在龜山島，遂命名為烏龜怪方蟹，為不可食用的有毒螃蟹。

在有如沙漠般的熱泉噴口，烏龜怪方蟹究竟如何攝取食物維生呢？在潛海熱泉區進行研究困難重重，除了高溫、混濁之外，噴泉口不時噴發冒泡，在此區域潛水充滿「魔音傳腦」。在一番努力之下，鄭明修教授和新加坡學者發現，屢屢噴發的劇毒煙柱正是烏龜怪方蟹用來打獵的槍砲。當海水處在平潮的靜滯狀態，硫磺煙柱直接向上噴發，就像砲彈般立刻殺死該區域的浮游動物，這些屍體組成的白色團塊，有如海洋飄雪般落在海床，烏龜怪方蟹便成千上萬地從裂縫中衝到海床上瘋狂進食，直到海流轉強、雪團飄逝後才紛紛返回裂縫巢穴。

另一些研究員針對龜山島附近的淺海熱泉生物進行研究，自2005年8月起至2006年8月，一共完成8次的潛水調查與採樣，目前共紀錄包含4門6種大型底棲生物，包括兩種刺胞動物（Cnidaria）：圓管星珊瑚Tubastraea aurea及一種未鑑定的海葵；兩種軟體動物（Mollusca）：一種小型螺類Nassarius sp.及一種石鼈；環節動物（Annelida）一種：龍介蟲科（Serpulidae）的管蟲，與節肢動物（Athropod）一種：烏龜怪方蟹（Xenograpsus testudinatus）。其中烏龜怪方蟹數量十分龐大，並且主要在噴口中心區域活動，其他物種均只出現在週圍區域。

硫化氫對水生生物來說是一種劇毒，它能滲入水族體內，阻抑電子傳遞鏈中細胞色素-c的正常功能，造成細胞死亡。由龜山島海域的水樣分析顯示，熱泉噴口中心區的海水硫化氫濃度高達2405.5 µM。將烏龜怪方蟹暴露在1000 µM及2000 µM的硫化氫中，半致死時間（LT50）分別為136及102小時，證實了怪方蟹對硫化氫具有很高的耐受度。分析暴露後的怪方蟹體內，發現大量的硫代硫酸根(S₂O₃^2-)累積在各部位的組織之中，藉著氧化作用，將硫化氫轉化為不具毒性的硫代硫酸根，再逐漸排出體外，可以克服硫化氫的毒性。淺海熱泉中硫化氫的毒性，不但排除了棲地中可能出現的競爭者與掠食者，也殺死潮水團中的浮游動物，成為此處源源不絕的食物來源，所以烏龜怪方蟹慿著對硫化氫毒性的適應，得以在龜山島淺海熱泉區建立龐大的族群，成為最優勢的物種。

參考資料：
1. Hydrothermal vent crabs feast on sea ’snow’,DECEMBER 2004,NATURE,VOL432.
2. 科學人–專吃海洋「飄雪」的怪方蟹 http://sa.ylib.com/news/newsshow.asp?FDocNo=629&CL=15
3. 神秘的深海 http://www.nmmst.gov.tw/deepsea/index.php
4. 環境資源中心 http://e-info.org.tw/