深海魚的生存之戰

 

深海鮟鱇是最為人熟知的深海魚之一

文、圖－國立高雄科技大學 水產養殖系副教授 何宣慶

不知道有沒有人看過鄉下常有海產店在招牌上寫的大大的「深海大石斑」幾個字，彷彿一定要深海的生物才會很大、很好吃？不過事實並非如此，所謂石斑多屬於珊瑚礁底棲性物種，很少會進入深海。而真正的深海魚，則多半是小型物種。

深海環境

地球有大約70%被海洋所覆蓋，而這些範圍多數屬於深海，平均深度約有3,800公尺，最深可達11,000公尺。海洋生態學家依照不同的物理化學及生物特性，將大洋海區分為表層（0至200公尺）、大洋中層（200至1,000公尺）、大洋深層（1,000至4,000公尺)、深淵層（4,000至6,000公尺）及超深淵層（大於6,000公尺）。以上除了表層外，其餘部分都被稱為深海，由於水層環境各異，生活其中的物種也不盡相同。

表層生物如石斑魚或珊瑚礁魚類，因為生活於陽光可穿透的水表層，所以擁有發達的眼睛以及鮮豔的色彩；大洋性的物種如鮪魚、鯖魚等，其背部則多為深色、腹部多為銀白色，以便有效躲避來自天空或水下的獵食者。但是到了深海，不同生物就有非常大的差異，完全可以用奇形怪狀來形容。主要是深海屬於無光環境，沒有像表層一樣的基礎生產力，因此只能靠特殊的策略才可以存活下去，所以說深海是一連串的生存之戰也不為過。在本文中將會為大家介紹深海魚類生存秘訣，以及牠們又是如何在一片漆黑裡找到食物。

由於深海中溫度低、壓力大且食物來源相當稀少或匱乏，為了可以具有更好的競爭力，海洋生物大量演化出生物發光，且伴隨著特化的發光器，據估計90%以上的深海生物個體具有發光器。學者推論，深海生物發光主要有幾個功能：第一是誘引功能，吸引獵物前來；第二個是隱身功能，可以避免自己被看到；第三個則是訊息傳遞功能，用於同物種間的溝通。

 會釣魚的魚

斯氏蝰魚擁有兩種不同的發光機制，其一是第一背鰭鰭條特化為發光器可以誘引獵物，其二是腹部發光器可以避免被捕食（海生館多媒體影音管理平台）

電影《海底總動員》，讓大家更加認識了來自深海的鮟鱇魚，但是如果我們仔細觀察，電影動畫中那隻擁有滿口獠牙加上巨大雙眼的「怪獸」，就可以判斷牠其實是巨口魚類中的一種蝰魚（英文名為Viperfish，指像毒蛇牙齒的魚），牠的第一背鰭末端特化為一個發光器，將獵物吸引到嘴邊，一旦對方被滿口尖牙咬到，就再也沒有逃脫的機會。

垂直洄游與腹部發光器

褶胸魚具有腹部發光器，可以有效將影子破碎化，避免被捕食。根據研究，如將褶胸魚上方的燈光調亮，牠們的發光就會變亮，但外部光源亮到一定程度，生物就會放棄，不再變亮

除了背鰭能發光外，蝰魚還有另外一套發光系統，那就是腹部上排列整齊的發光器，背部的發光器主要用於獵食，腹部的發光器則用於避敵，海洋中很多魚都有這樣的構造。由於深海的食物稀少，當夜幕低垂時，這些魚會游到表層捕食，等到快要天亮的時候，再返回深處躲藏，如此日復一日，我們將這類魚稱為「日夜垂直洄游魚類」，像是巨口魚（Stomiidae）、燈籠魚（Myctophidae）、褶胸魚（Sternoptychidae）等都屬於此類。然而，這些生物會遇到的難題是，當牠們游到水表攝食時，很容易因月光等其它光源照射產生影子，而底部其它虎視眈眈的魚類就可以輕易地發現並吃掉牠們。但是藉由腹部的發光器，就可以讓牠們腹部的影子破碎化，從而隱身在環境中。

巨口魚科裡的很多成員都有紅色發光器(眼下紅點)，在深海中可以避免被獵物與敵人發現，達到絕佳的捕食與避敵效果

模擬紅外線的發光器

暖色系如紅色、黃色、橘色等，由於其光譜波長較長，較容易被水體吸收，超過一定水深後便不可見；藍色波長較短，傳輸距離較遠，因此多數海洋生物對藍光更敏感，生物也多是發藍光。但是有許多巨口魚眼下的發光器竟然可以發出紅光，這是因為牠們在發光器的出口表層加上了一個濾光鏡，過濾掉其餘光線後，就只剩下紅光。而我們知道，紅外線攝影機的作用就是可以在昏暗視野下，看清楚生物的活動而不會被發現。巨口魚的紅光也是這個原理，可以讓牠們在獵物沒有察覺的情形下，偷偷接近並將獵物一口吃掉。加上蝦子也會噴光抵抗，光用想的就可以知道這兩種生物在海中的「軍備競賽」（註1）非常精彩。

黑還要更黑，自然界的超黑物質

深海環境雖然沒有自然光，但是如果天敵有特殊構造的「燈」，例如前述可以發出紅光的巨口魚，還是會被敵人或獵物發現。近期有科學家研究發現，有些深海魚的表皮竟然是「超黑」（ultra-black）物質！一開始研究人員只是覺得幫某些全黑魚類拍照很困難，經過實驗測試才知道，像是巨口魚類或高體金眼鯛（Anoplogaster）的黑色表皮層竟然可以吸收掉99.5%環境發出的光，只剩下0.5%的光反射，因此就算在深海中有很好的光源，也不容易偵測到這些魚類的存在。科學家指出，魚類身上的黑色素除了能讓生物隱身以外，還可以吸收X射線、輻射和重金屬，因此在材料科學應用上有很多的潛力。

對比不同背景裡的同一隻魚，可以發現很難拍出清楚的魚體，最近科學家發現，深海魚的「超黑」表皮可以吸收大部分的光，對於材料學研究有很多的幫助

把嘴巴變成誘捕籠

有些生物善於躲藏，有些生物則善於捕捉。黑柔骨魚（Malacosteus niger）有一個非常不一樣的捕食構造。牠們的嘴巴構造相當空，整個下巴是開放的，只有一條韌帶牽住下頜。當牠們把嘴巴張開時，就像是一個誘捕籠（fox trap）一樣，等食物靠近嘴巴的瞬間，便能利用韌帶快速將下巴拉回，這樣就可以抓到獵物。

黑柔骨魚的下巴構造相當奇特，像是一個效率相當高的誘捕籠（海生館多媒體影音管理平台）

最大的嘴巴

深海裡面還有一種叫做寬咽魚（Eurypharynx pelecanoides）的生物，牠們最特殊的部分就是嘴巴非常非常大，長得就像送子鳥鵜鶘，因此又被稱為鵜鶘鰻（pelican eel）。牠們的腦顱很小，只佔上頜不到十分之一的比例，兩頜之間有相當寬鬆的皮膜。以前科學家推論這樣的構造是以大大的嘴巴包住水中的獵物，再慢慢將水排出，就可以吃到食物。但最近國外有個深海潛艇記錄到一尾寬咽魚，在面對巨大的潛艇時竟然直接吸一口水後，將整個嘴巴撐大，就像是河魨撐開身體一樣，因此推論牠們的大嘴也可以用來威嚇敵手，免於被其它生物吃掉。還好這次寬咽魚遇到的是深海潛艇，所以牠自覺沒有危險後，就把水吐掉直接游走了。

寬咽魚的嘴巴占比應該是所有魚類最大的，以前都認為牠們只會像鯨魚一樣張大嘴巴，捕撈獵物，直到近期觀察才發現，牠們也會吸水將嘴巴撐大，用於嚇阻敵人（海生館多媒體影音管理平台）
→點連結看寬咽魚影片

嘴巴像是真空吸器的魚

魚類的攝食跟我們不一樣，人類可以用手拿東西吃，但魚類不行，所以牠們要靠頭部的很多骨骼一起合作。在嘴巴張開的同時，也將鰓蓋張開，鰓條骨膜將鰓裂蓋住，形成一個空腔，當快速做這個動作時，就可以產生一個瞬間負壓，將周邊的水連同獵物一起吸進嘴裡。但是深海的一種鞭尾魚（Stylephorus chordatus）就有點不一樣，牠會將頭抬起，嘴巴往前伸，在口腔中產生一個空腔，吸入食物。當然這需要有相當特化的骨骼結構才可以完成。

鞭尾魚的長相奇特，更特別的是牠們藉由身體特化的骨骼結構，創造出不一樣的真空吸器（口腔），可以讓捕食更有效率（摘自Goode & Bean,1896）

像望遠鏡般的眼睛

尋找獵物也是深海魚必備的生存技能之一，對部分魚類來說，雖然在暗黑的深海，有一雙發達的眼睛仍非常重要。一些深海魚類會游到表層攝食，在上游的過程，如果有一雙能夠向上看或者可以自由移動的眼睛，這樣就可以更容易吃到食物。像是管眼魚（Macropinna microstoma）這一類生物，牠們就發展出向上看的綠色管狀雙眼，而且還有發達的肌肉可以控制眼睛的移動，大大增加生物在環境中的視野，也增加牠們捕食成功的機率。以前學者認為這類生物的眼睛會直接暴露在水中，直到最近有潛水艇開往深海傳回影像，我們才知道管眼魚的長相跟從前想像的完全不一樣，牠們為了可以好好保護眼睛，在頭部長出了一個充滿液體的透明頭罩，以抵擋外界攻擊。

傳統認為管眼魚具有管狀的眼睛，牠的晶體周邊由許多肌肉控制，可以自由移動，後來才透過影像發現，其實牠們還有一個用來保護眼睛的「安全帽」構造

→點連結發現管眼魚的真面目

 大眼睛、小眼睛和退化的眼睛

表層魚類因為環境中自然光照因素，所以多數都有一對大大的眼睛，尤其是像鮪魚這類高速游泳的魚類，更要具備絕佳的視力。相反的，由於深海沒有自然光，只能依靠生物發光判斷其它生物位置，所以魚類的眼睛往不同方向發展。在中層游泳性的魚類，因為時常會處在弱光的狀態，所以牠們會發育出更大的眼睛，像是燈籠魚（Myctophidae）、粗鰭魚（Trachipteridae）、銀眼鯛（Diretmidae）等。但是隨著海洋的深度越深，光線就更加微弱，因此很多魚類的眼睛逐漸縮小，像是很多鼬鳚類（Ophidiidae）、深海鮟鱇以及仿鯨類（Cetomimidae）。另外一些魚類則因為再也不需要用到眼睛，因此逐漸退化，例如盲鼬鳚（Barathronus maculatus）。而爐眼魚（Ipnops）就更特別了，雖然牠們沒有真正的眼睛，但卻有兩片扁平寬大的特化感光板，可以用來感測環境。

粗鰭魚（上）和銀眼鯛（下）這類魚種可以在深海的不同水層中穿梭，因此擁有相當大的眼睛

爐眼魚的眼睛晶體完全退化，取而代之的是兩片特化的感光板

擁有綠色眼睛的魚類

除了管眼魚外，科學家還注意到，有不少深海魚類的眼睛也是綠色的。甚至青眼魚（Chlorophthalmus）的英文俗名，也是用Greeneye（綠色的眼睛）來命名。就像人類一樣，魚類的眼睛也有許多不同的色彩，那為何許多深海魚選擇以綠色作為眼睛顏色呢？科學家最近破解了這樣的現象，原來綠色瞳孔有濾鏡功能，而且可以藉由吸收自然光的能量，激發出螢光。人類所處的環境五顏六色，但是在深海裡就只有其它生物所散發出來的短波長藍光或紫光，這讓以綠色為主要視覺的青眼魚可以更容易看到這些發出藍紫光的生物。雖然目前科學家仍不清楚這類視覺系統是如何產生及運作，但他們推測綠色色素可以過濾掉海洋表面生物所發出來的光，例如像是水母或其它的生物，避免在與牠們近距離接觸時，光照過強導致視力損壞。

很多深海魚有綠色的眼睛，如這隻青眼魚就擁有綠色的晶體，科學家發現這個晶體會發出螢光，對於魚類在深海的視覺有很大的幫助，但實際的機制尚不清楚

如水一樣柔軟的魚

海水每下降10公尺便會增加1大氣壓（atm），深海的壓力隨便都可以達到幾百大氣壓，對於生物來說，雖然很多魚類都已透過演化適應深海壓力，例如鰾的退化，但要維持身體構造是很困難的。另外因為深海壓力的關係，許多魚類的骨骼鈣化並不完全，因此全身相當柔軟。很多深海魚則選擇放棄抵抗，就讓身體像水一樣。例如獅子魚科（Liparidae）就是一個很好的例子，牠們主要生活在深海或高緯度地區，身體就像是果凍一樣，因此甚至可以在全球最深的馬里亞納海溝中生存。此外，一些居住在數千公尺深海的盲鼬鳚也有凝膠狀的身體。

深海的獅子魚(snailfish)跟我們一般所稱的獅子魚(lionfish)是完全不一樣的生物，牠們身體相當柔軟，可以適應更深的海域（樣本採集自北極）

深海體型巨大化

除了前文提到特殊的技能、特化的構造、隱身的技巧與發展良好的視力外，深海中還有一種正面迎戰的策略，那就是讓身體發展巨大化、變更強壯，如此就不用躲躲藏藏，並獲得更多資源。我們所知道最大的無脊椎動物是大王烏賊（Architeuthis dux），牠的體長可以達到12至13公尺，除了巨大的身體外，牠還有能靈活捕食的觸手。另外像是生活在深海數千公尺的等足類大王具足蟲（或稱巨型深水蝨，Bathynomus spp.），雖然我們在淺海看到的深水蝨只有幾公分，但是深海的深水蝨卻可以長到50公分左右。最近科學家還在日本的深海海域發現的一種巨大的黑口魚（Narcetes shonanmaruae），一般黑口魚體長平均在75公分左右，這個新種卻可以長到121公分。學者對於深海巨大化這一現象有很多不同說法，因為並非所有生物到深海都會變得巨大。一般認為深海的溫度低，基礎代謝慢，所以一些生物可以活得更久，也就長得更大。不過因為深海要獲取食物的機會較低，很難維持巨大的身體，這也可以解釋為什麼大部分的深海生物體形還是偏小，而不是越長越大。

大王烏賊是深海生物巨大化的案例，其較牠們淺海的親戚擁有更巨大的體型

居於深海是一連串的生存作戰，每一種生物都要隨時準備好，既得求生存 (捕食)又要避免被消滅(被捕食)，為了要傳宗接代，也要有許多特殊的演化構造。然而，我們對於海洋的了解遠遠不及太空，隨著科技的進步及發展，有越來越多的潛艇開往深海，也為我們帶來更多未曾發現的知識。大家還能想到深海魚有什麼不一樣的構造呢？讓我們一起慢慢發掘吧！

 

註1：軍備競賽在這邊是指捕食者演化出特殊發光構造，而被捕食者同時也演化出噴光相對應的對策。