香港共有5 種原生品種淡水龜 ,分別為:烏龜、三綫閉殼龜/金錢龜、眼斑水龜、水魚、平胸龜/大頭龜/鷹嘴龜。點擊以下圖片逐一認識牠們吧!
研究香港野生淡水龜的第一步是先找到它們。以往的尋找方法是「放籠捉龜」,但這方法既費時,又疲累,有時更會為研究人員帶來危險。「放籠捉龜」需時兩天,是一個利用龜類作為夜行動物,習慣於晚上尋找食物和同伴的特點來捉龜的方法。第一天,研究人員在山澗溪流附近遠足並將放有誘餌的捉龜籠放入水中,第二日再折返並收集龜籠和烏龜。由於路程長又崎嶇,他們每趟只能在一至兩個地點設籠。這一切勞碌的工作並不保證能夠成功捉龜。曾經,方教授和他的同事用了一個月時間在廣東省放置龜籠,最後只捉到四隻。
為了更有效地尋找和研究香港的野生淡水龜,方教授的研究團隊開發並試驗了一項以環境DNA為主軸的全新方法,協助找尋龜類。
「環境DNA」, 簡稱eDNA。我們周遭的環境(如:空氣、水、土壤)都存在著不同生物釋出的細胞,當中就包含其DNA。「環境DNA」就是指可從土壤、河水甚至空氣等各種環境樣本中收集生物DNA,而非從生物身體直接取摘樣本。外國的研究亦證明,「環境DNA」有助尋找包括龜在內的多種水生脊椎動物。
研究團隊到達現場後,他們會收集一公升水樣本放入無菌容器中,即場或待回到實驗室後過濾水樣本,然後透過聚合酶鏈鎖反應技術將 eDNA放大。eDNA技術可以用來找出水中的有機體多樣性,例如植物、真菌、動物、細菌。在合適的條件下,甚至可以估計每種有機體的數量。
即使看不見該生物,我們能透過eDNA研究牠們。這對於研究罕有和行蹤神秘的物種非常重要,不過eDNA並不能解決所有問題,很多研究仍然需要捕捉到生物才能進行。我們可以透過eDNA快速和有效率地分析生物在某個地方出現過的機率,從而提升傳統放籠捉龜的成功機會。
這項工作是與方教援與同屬嶺南大學的宋亦希助理教授合作完成。宋教授研究香港龜的生態近10年。在此期間,他收集了數百個可用於 DNA 研究的組織樣本, 從細胞中提取 DNA 並測定其序列,然後比較每個有機體。為了從其他國家獲取樣本,方教授和宋教授正與東南亞的其他龜類研究人員合作,並使用世界各地博物館收藏的標本樣本,他們共收集了數百個樣本用於這些研究。
這項研究有幾個實際的保育用途。 首先,可以協助確定走私動物的來源,讓牠們返回自己的國家。 此外,許多瀕臨滅絕物種都是人工飼養的,往後可以將牠們釋放回野外。DNA 數據亦可以幫助確定哪些物種可以一起繁殖,以維持健康的種群。而當某些種群被判斷為「非常不同」,研究人員便需要識別一個新物種。
港人熟悉的紅耳龜為北美洲原生品種。牠們是雜食性動物,適應新環境的能力很強,經常與本土物種競爭生存空間。由於棄養寵物和佛教放生,香港的棲息地已經被紅耳龜入侵。本地物種有機會因與紅耳龜競爭而受到負面影響。方教授和他的研究團隊使用「環境 DNA」追踪紅耳龜散布情況, 了解牠們對本地品種所造成的影響。
此外,團隊連續三年,每年四次收集了香港近40個河流及湖泊四季的水和泥土樣本。團隊希望邊個對比結果,了解不同季節和變化的環境因素如何影響eDNA在水中留存的情況。至2021年,團隊已覓得超過500個樣本用於此研究。
研究團隊將「公民科學」理念帶入是次龜類eDNA技術研究,協助研究同時,將科研推廣給普羅大眾。方教授特別廣邀大學生和長者參與樣本收集,並向他們提供專用容器和溫度酸鹼度檢測儀。參與者接受訓練後,便能收集水樣本用於研究。他們的貢獻亦促使了研究計劃的成功。
於美國成長的方健恩教授,在父母及師長鼓勵下,培養出對大自然的好奇心,促成他成為推動保育的科學家。
研究的成功是團隊努力的成果,並取決於政府官員、非政府組織和其他科學家的合作。此外,研究還涉及聘請和培訓學生。像方教授的導師一樣,方教授希望為年輕科學家提供機會,讓他們探索興趣並於該從領域展開事業。令他高興的是,他的幾位研究助理都選擇從事科學行業,並繼續修讀生物學研究生課程。
研究工作雖令人陶醉,但也會有困難的時候。「如容易早就有人做了!」推動他解決難題的正是自己對工作的興趣與動力,以及影響社會的渴望。他寄語有意投身研究的年輕人:「科學研究永不會完美,問題依舊會出現,科學研究正是要從錯誤中學習。研究旅程可能是孤獨卻不孤立,一代又一代的科學家在過去的研究基礎上繼續創新,期望造福後代。作為研究員,應不忘享受當下。」
© 2022 University Grants Committee Secretariat. All rights reserved.