文\海洋研究所　鍾明宗助理教授

海洋魚類面對日益暖化的環境，其生理調節決定了生物地理分佈，進而影響人類在漁業資源上管理與取得，其中與生態最為密切相關的生理特徵是新陳代謝率。新陳代謝率反映了個體生物在特定環境下的能量消耗，即使在相同的溫度下，生物可能僅消耗維持基礎生存所需的能量，稱為標準代謝率，也可能在需求極高時達到能量使用的峰值，稱為最大代謝率，兩者代謝率之間的差值即為代謝範圍，代表生物能量使用的靈活性，代謝範圍隨溫度升高而逐漸增加，並在最適溫度時達到最大值，但當溫度超過最適範圍後，代謝範圍會隨溫度的進一步升高而減少，呈現出鐘形的變化特徵(圖1)。在暖化的海洋環境中，會造成兩個面向的壓力：(1)標準代謝率的上升壓縮了代謝範圍的空間，導致魚類可自由分配的能量減少，此外，環境溶氧的下降進一步加劇了代謝範圍縮減的程度，對魚類的生理適應和生存構成更大挑戰；(2)由於生態系的能量恆定，一旦個體新陳代謝率的上升，造成個體數目的減少，也就是族群數量的下降。因此為了有能量使用的空間，魚類會趨向小型化、成熟年輕化、抑或是有往冷水域移動(圖2)，這些生活史策略的改變增加了漁業管理的不確定性，也為海洋保育帶來更多挑戰，為了更全面了解魚類在自然環境中的能量使用情況，科學家利用多種方法測量和分析魚類的野外新陳代謝率，例如直接測量魚類在自然環境下的呼吸作用率、使用電子標籤追蹤魚類行為、測量與代謝相關的酵素活性或是應用同位素技術進行研究，這些方法旨在評估海洋暖化對魚類的影響，並為應對暖化帶來的生態挑戰提供科學基礎，新陳代謝的研究為當代生理生態學的重要課題之一。