海上閃爍的星星─馬祖藍眼淚

 

馬祖藍眼淚：令人歎爲觀止的海上燈光秀。

文 |  國立東華大學海洋生物研究所 李冠瑋    海生館企研組副研究員 郭傑民

圖 |  翁世豐提供    審稿 |  臺灣大學漁業科學研究所教授 李宗徽

當假期來臨時，各位讀者最想去哪些地點來充實這個得來不易的假期呢？如果留在臺灣本島，您是想逛逛臺北的西門町、臺中的逢甲夜市，還是到屏東墾丁的南灣度過悠閒午後呢？如果您計畫前往外島，您會最先想到哪個渡假聖地？是到蘭嶼體驗達悟族文化、還是前往澎湖欣賞花火節呢？如果您想一窺自然奇景，那麼絕對不可錯過馬祖的藍眼淚，這個由大自然創造的美麗奇觀。

馬祖的藍眼淚主要發生在每年的春季至夏季的夜晚，海洋裡某種會發光的浮游生物會在這段時間中，大量地繁殖及聚集在一起，經過海浪拍打的刺激後，整片海水就會發出幽藍色的微弱螢光。由於丁香魚非常愛吃這種浮游生物，當地漁民便俗稱藍眼淚為「丁香水」。2015年，美國天文攝影家安德烈（Rogelio Bernal Andreo）在馬祖南竿拍下一張海中的藍眼淚與天空上的銀河相互輝映的照片，登上美國國家航空暨太空總署（NASA）官網的「每日一天文圖」（Astronomy Picture of the Day），藍眼淚就此成為馬祖旅遊的亮點，吸引不少遊客前往拍照打卡。不過您知道嗎？藍眼淚這個自然景象不只發生於馬祖，在世界各地也能看到，包括：金門、恆春半島、中國福建沿海、長江口、渤海、日本與澳洲等，甚至高雄、臺南及嘉義的魚塭也曾經出現過藍眼淚。這篇文章，將帶大家認識這些在黑夜裡發光的生物，了解它們為何出現。而在美麗景象的背後，是否會對環境造成影響？它們的出現是否為環境帶來警訊呢？

藍眼淚的形成

過去學界對於是何種生物引發「藍眼淚」奇觀，一直沒有較確定的說法。一般推測可能是由夜光蟲（Noctiluca scintillans）或介形蟲（ostracod）所引起。直到2016年，國立臺灣海洋大學的研究團隊才為大家揭開藍眼淚的秘密。他們透過大規模採集浮游生物樣本，進行分離培養並佐以次世代定序（next generation sequencing）技術，分析浮游生物與發光相關的蛋白質基因序列，確定了馬祖藍眼淚是由夜光蟲藻華（algae bloom）所引起的現象。

夜光蟲介紹

夜光蟲是一種生活在海洋中的異營單細胞生物，其在分類上屬於雙鞭毛蟲門（Dinoflagellata ，又稱甲藻門），因此也有人稱其為夜光藻，俗稱海耀。這些微生物的體積大小介於0.2到2毫米(mm)之間，外表呈透明的腎圓形或圓形。它們沒有葉綠素，因此無法自行行光合作用。夜光蟲的口位於腹面縱溝處，並長有一根鞭毛，鞭毛前方還有觸手，可用來幫助攝食，但無法幫助其運動（如圖1）。一般認為夜光蟲的攝食範圍相當廣且不挑食，從細菌、藻類、魚卵甚至仔稚魚，都在它們的食物清單中，幾乎無所不吃。但最近也有研究指出，它們可能更傾向食用綠藻與矽藻。當夜光蟲攝取食物後，食物會在體內形成消化食泡，食泡會分泌酵素並分解餌料，同時釋放出氨氣來調動身體的浮力，使得它們可在水中上下運動，方便捕食其它浮游生物。

圖1─夜光蟲之科學繪圖，出版中心繪製

夜光蟲的分布

夜光蟲的分布範圍非常廣泛，通常人們能在沿海地區、河口地帶，甚至是大陸棚的淺水區域發現它們。這種生物廣泛地分布於世界的溫帶至熱帶沿海地區與湧昇流水域，唯一未曾發現其蹤跡的區域只有南極。根據目前的研究顯示，全球的夜光蟲都屬於同一種，但可簡單依據赤潮呈現的顏色分成兩個群體。其中綠色夜光蟲會與綠藻門的青綠藻（Pedinomonas noctilucae）共生，因此呈綠色。當它們的食物不足時，也能依靠胞內共生的藻類行光合作用以維持生存。紅色的夜光蟲則因體內有類似胡蘿蔔素的物質，而呈淡紅色，必須靠餌料攝食才能生存。我們在馬祖看到的夜光蟲，屬於紅色夜光蟲。

由於對溫度的適應性不同，這兩個群體的分佈區域也有所不同。綠色夜光蟲比較適應較高溫的環境（25至30°C），常見於西太平洋、印度洋與南亞熱帶水域。紅色夜光蟲比較適應較溫暖的環境（10至25°C），常見於亞熱帶與溫帶水域近岸。

夜光蟲發光的原理

藍眼淚散發出的迷人微光被科學家們稱之為「生物冷光」（bioluminescence），其發光反應涉及螢光素酶（luciferase）、螢光素（luciferin）與氧氣的生化反應，因此也被稱之為「螢光素─螢光素酶系統」（luciferin-luciferase system），這一系列複雜的生化反應最後釋放出波長約475奈米(nm)的藍色光。這種發光反應發生在夜光蟲的胞器，也就是閃爍體（scintillon）中進行。閃爍體的大小約為0.5至1.5微米(μm)，每隻蟲體的表皮（peripheral cytoplasm）上約有1萬個閃爍體（如圖1）。它們每次發光持續的時間約0.08秒。因此，我們可得知夜光蟲實際上每次發光的時間只有一瞬間，我們在照片上看到整個海面呈現的夢幻螢光，是攝影師長期曝光拍攝的結果。

目前學界對於夜光蟲發光的原因尚不清楚，有一些學者推測夜光蟲之所以發光可能是出於自我防衛。想像在一片漆黑中，突然出現閃光，您可能也會嚇一跳。在黑暗中，夜光蟲忽然發光，可能會對它們的敵人產生驚嚇或混淆，甚至使對方暈眩。另也有假說認為，夜光蟲可能是利用發出的光吸引更大型的掠食者當它們的「保鑣」，以攻擊夜光蟲的天敵。

藍眼淚被媒體評為一生必看的景象，馬祖海域每年4月起都能看到藍眼淚，不過要看到這樣如夢似幻的景象確實需要一些運氣。

馬祖的夜光蟲與環境的關係

夜光蟲屬於雙鞭毛藻門，是一種常見的赤潮生物，許多外在因素，如餌料、溫度、鹽度、營養鹽、海流速度等，都會影響夜光蟲的生長。由於馬祖地區位於閩江口，每年的4月至9月是閩江的豐水期，這段期間由於閩江的淡水大量注入海水，也降低了海水的鹽度，同時輸入了大量來自的陸地的營養鹽。其中的矽酸鹽等營養鹽會使藻類，特別是矽藻大量繁殖，引起矽藻藻華（algal blooming）。

所謂藻華就是指淡水或海水中大量營養物質（如各種來源的氮或磷）進入水中，導致藻類過度生長。由於淡水與海水都會發生藻華，為了更加細分，因此發生在淡水水域的藻華被稱為水華（water bloom），在海水中藻類大量生長則被稱為赤潮（red tide），因此在藍眼淚出沒的時節，若白日在海上觀察到一片紅，代表入夜後看到藍眼淚的機率也大增。由於藻類的壽命很短，藻類大量死亡後其所含有機物由水中的自然分解者開始分解，並在此過程中消耗水中的溶解氧。這會導致其他水生生物可用的溶解氧急劇減少。如果水中沒有足夠的溶解氧，動物和植物就會大量死亡，有些藻類還可產生毒素影響到水中生物與人類的生活用水。

矽藻又恰巧是夜光蟲的主要食物，因此夜光蟲也隨之大量生長引起「夜光蟲赤潮」。而高密度的夜光蟲會大量消耗餌料，當夜光蟲感受到食物不足時，會啟動有性生殖，產生大量配子(gametes)，這些四處漂流的配子會等待適當的條件再次爆發，形成下一次的藍眼淚。研究發現，馬祖藍眼淚通常發生於每年的3至10月，並在4至6月來到高峰，7月以後由於海水溫度大於27°C，此時矽藻與葉綠素濃度均較之前月份低，因此夜光蟲也就消失不見。

馬祖海域因夜光蟲引起的赤潮，白日看到赤潮就表示入夜見到藍眼淚的機會大增。

所以當藍眼淚的這個景象愈是漂亮壯觀，是否也就意味著上游的污染越嚴重，才導致夜光蟲能大量繁殖？或許夜光蟲可被用來當作水質遭到污染的指標？亦或夜光蟲本身就是一種污染呢？

對此，海大的研究團隊最新的研究認為：由於馬祖地區位於富營養的閩江河口生態系，夜光蟲的大量出現，主要是由於矽酸鹽增加導致矽藻大量生長所誘發，矽的來源主要是由陸地上的砂石，與人類廢水排放無關，因此應視為正常的海洋生態現象，不應視為環境惡化的指標。且夜光蟲並不會產生毒素，不應該視為有害的赤潮生物。

不過，夜光蟲藻華確實會造成海水溶氧降低，細菌大量生長導致水質惡化等現象，但是也別擔心，研究發現由於洋流等原因很快水質就會恢復正常（通常不到三天）。下次假期來臨時，您或許也可以安排一趟小旅行，到馬祖欣賞令人癡迷的藍眼淚！

參考文獻

❶  國立海洋大學，2019，108年馬祖海域棲地及資源保育計畫成果報告書，國立海洋大學。

❷  芳華德、謝佳宏，2021，霧隱微光-馬祖列島的發光生物，連江縣政府。

❸  蔣國平，2021，夢幻般的藍眼淚夜光蟲。科學報導575期23頁。