香港共有5 种原生品种淡水龟 ,分别为:乌龟、三线闭壳龟/金钱龟、眼斑水龟、水鱼、平胸龟/大头龟/鹰嘴龟。点击以下图片逐一认识牠们吧!
研究香港野生淡水龟的第一步是先找到它们。以往的寻找方法是「放笼捉龟」,但这方法既费时,又疲累,有时更会为研究人员带来危险。「放笼捉龟」需时两天,是一个利用龟类作为夜行动物,习惯于晚上寻找食物和同伴的特点来捉龟的方法。第一天,研究人员在山涧溪流附近远足并将放有诱饵的捉龟笼放入水中,第二日再折返并收集龟笼和乌龟。由于路程长又崎岖,他们每趟只能在一至两个地点设笼。这一切劳碌的工作并不保证能够成功捉龟。曾经,方教授和他的同事用了一个月时间在广东省放置龟笼,最后只捉到四只。
为了更有效地寻找和研究香港的野生淡水龟,方教授的研究团队开发并试验了一项以环境DNA为主轴的全新方法,协助找寻龟类。
「环境DNA」, 简称eDNA。我们周遭的环境(如:空气、水、土壤)都存在著不同生物释出的细胞,当中就包含其DNA。「环境DNA」就是指可从土壤、河水甚至空气等各种环境样本中收集生物DNA,而非从生物身体直接取摘样本。外国的研究亦证明,「环境DNA」有助寻找包括龟在内的多种水生脊椎动物。
研究团队到达现场后,他们会收集一公升水样本放入无菌容器中,即场或待回到实验室后过滤水样本,然后透过聚合酶链锁反应技术将 eDNA放大。eDNA技术可以用来找出水中的有机体多样性,例如植物、真菌、动物、细菌。在合适的条件下,甚至可以估计每种有机体的数量。
即使看不见该生物,我们能透过eDNA研究牠们。这对于研究罕有和行踪神秘的物种非常重要,不过eDNA并不能解决所有问题,很多研究仍然需要捕捉到生物才能进行。我们可以透过eDNA快速和有效率地分析生物在某个地方出现过的机率,从而提升传统放笼捉龟的成功机会。
这项工作是与方教援与同属岭南大学的宋亦希助理教授合作完成。宋教授研究香港龟的生态近10年。在此期间,他收集了数百个可用于 DNA 研究的组织样本, 从细胞中提取 DNA 并测定其序列,然后比较每个有机体。为了从其他国家获取样本,方教授和宋教授正与东南亚的其他龟类研究人员合作,并使用世界各地博物馆收藏的标本样本,他们共收集了数百个样本用于这些研究。
这项研究有几个实际的保育用途。 首先,可以协助确定走私动物的来源,让牠们返回自己的国家。 此外,许多濒临灭绝物种都是人工饲养的,往后可以将牠们释放回野外。DNA 数据亦可以帮助确定哪些物种可以一起繁殖,以维持健康的种群。而当某些种群被判断为「非常不同」,研究人员便需要识别一个新物种。
港人熟悉的红耳龟为北美洲原生品种。牠们是杂食性动物,适应新环境的能力很强,经常与本土物种竞争生存空间。由于弃养宠物和佛教放生,香港的栖息地已经被红耳龟入侵。本地物种有机会因与红耳龟竞争而受到负面影响。方教授和他的研究团队使用「环境 DNA」追踪红耳龟散布情况, 了解牠们对本地品种所造成的影响。
此外,团队连续三年,每年四次收集了香港近40个河流及湖泊四季的水和泥土样本。团队希望边个对比结果,了解不同季节和变化的环境因素如何影响eDNA在水中留存的情况。至2021年,团队已觅得超过500个样本用于此研究。
研究团队将「公民科学」理念带入是次龟类eDNA技术研究,协助研究同时,将科研推广给普罗大众。方教授特别广邀大学生和长者参与样本收集,并向他们提供专用容器和温度酸硷度检测仪。参与者接受训练后,便能收集水样本用于研究。他们的贡献亦促使了研究计划的成功。
于美国成长的方健恩教授,在父母及师长鼓励下,培养出对大自然的好奇心,促成他成为推动保育的科学家。
研究的成功是团队努力的成果,并取决于政府官员、非政府组织和其他科学家的合作。此外,研究还涉及聘请和培训学生。像方教授的导师一样,方教授希望为年轻科学家提供机会,让他们探索兴趣并于该从领域展开事业。令他高兴的是,他的几位研究助理都选择从事科学行业,并继续修读生物学研究生课程。
研究工作虽令人陶醉,但也会有困难的时候。「如容易早就有人做了!」推动他解决难题的正是自己对工作的兴趣与动力,以及影响社会的渴望。他寄语有意投身研究的年轻人:「科学研究永不会完美,问题依旧会出现,科学研究正是要从错误中学习。研究旅程可能是孤独却不孤立,一代又一代的科学家在过去的研究基础上继续创新,期望造福后代。作为研究员,应不忘享受当下。」
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