陸地上的動物在生完小孩後,父母親大多會餵養及照顧牠們。照顧小孩要花掉很多精力,所以每次都只能生很少,以增加小孩存活的機會。但水中的生物,如魚類及其他無脊椎動物就不同了,因為敵人太多,父母親隨時都有被吃掉的可能,無法照顧生下來的卵或小孩,所以牠們一次生很多,但只有少數幸運者能夠生存下來。例如一隻海膽一次可生100萬顆卵,但可能只有十萬分之一生存下來,也就是只有10隻存活下來,其餘的個體可能因各種環境及被捕食因素而死亡。大多數的海膽幼蟲可能都被漂到很深的外海,無法找到適當的生存環境,或在幼蟲期就被吃掉了。我們稱這種產生大量精子及卵子的生殖方式為「卵海戰術」。
珊瑚是群居性的低等無脊椎動物,牠也是用「卵海戰術」來生殖。珊瑚在每年春天生殖,生殖時,雌性及雄性珊瑚分別把大量的卵子及精子排放到海水中受精,而且在固定的幾天內一起生殖。生殖時,整個海面充滿珊瑚卵,這時也是各種生物最快樂的時候,因為有非常多食物(圖5)。
圖5.珊瑚產卵,魚兒樂翻了!
「為什麼珊瑚要一起生殖?有什麼好處?」集體生殖可以增加受精的機會,後代存活的機會也較大。雖然一起生殖會引來各種敵人前來捕食,但只要讓敵人吃一頓,一次吃飽,剩下的卵就有生存的機會。如果生殖的時間拉得太長,那敵人可以吃好多餐,被吃掉的卵將會更多。所以,在自然選擇的壓力下,珊瑚選擇了集體生殖。
墾丁的珊瑚大約在每年4月,約農曆的18日左右大漲潮時的黑夜生殖。「是什麼樣的因素誘導珊瑚在這時一起生殖?」海洋生物學家目前也沒有標準答案,但可能和大潮水有關,農曆18日左右的大潮水會把受精卵帶到更遠的海域,讓種族散播到更遠的地方,增加生存的地盤。
明爭暗鬥---珊瑚的競爭
既然珊瑚是動物,就應該會有動物的特定行為,例如競爭、打架等。在白天,珊瑚似乎靜靜地躺在海底,彼此相安無事。夜晚時,相鄰不同種的珊瑚彼此之間有劇烈的競爭,珊瑚蟲會伸出長長的觸手和隔壁的珊瑚「打群架」。
觸手較長、毒性較強的珊瑚會伸展出去,攻擊對方。觸手較短、毒性較弱的一方只好在四周分泌化學物質,好像灑毒粉、放毒氣一般,防止兇惡的對方越雷池一步。最後,競爭輸了的一方,往往被別人覆蓋過去,成了對方的墊腳石。
「珊瑚之間在競爭什麼?」答案是陽光、空間和食物。珊瑚體內有共生藻,需要行光合作用。如果別的珊瑚長在自己頭上,陽光被遮住了,體內的共生藻就會消失,自己不久就要白化死亡。此外,珊瑚要成長也要有足夠的食物和空間。所以,牠們會和隔壁相鄰的珊瑚競爭,以爭取「陽光權」 、附著的地盤和水中的食物。
奇妙的珊瑚礁海域---貧營養鹽卻有高生產力!
「珊瑚礁海域是個貧營養鹽海域?!」或許有些懷疑或難以置信吧!如果大家有機會到墾丁、澳洲大堡礁或帛硫進行浮潛或氣瓶潛水,你會發現珊瑚礁海域的海水是那麼清澈,水中的能見度有數十公尺,甚至超過100公尺,這表示海水中的營養物質(又稱為營養鹽)很少。
如果水中有很多營養鹽,小型浮游植物就會大量生長,以浮游植物為食物的浮游動物也會跟著增加。有了這些生物,海水就不會那麼清澈,能見度就會降低。北美、加拿大或英國等溫帶海域,水中營養鹽多,小型浮游生物多,海水就沒那麼清澈了。現在,大家相信珊瑚礁是貧營養鹽海域了吧!
「是什麼原因讓珊瑚礁海域成為貧營養鹽海域呢?」石珊瑚細胞內有共生藻不停把海水中的營養鹽吸收進來,但珊瑚卻很少把代謝的廢物釋放回海水中,因為還沒來得及釋放時,就被身上的共生藻吸收,製成養料再度利用。
珊瑚不停地吸收營養鹽,卻不釋放,除非珊瑚死亡,組織分解,營養鹽才會釋放回海水中。偏偏珊瑚又是個長壽的動物,可以活上數百年,營養鹽釋放的機會更少。不僅珊瑚如此,生活在珊瑚礁的許多生物也具有同樣的特質,體內都有共生藻,都是可以行光合作用的動物,例如海綿、海葵、硨磲貝等。
其實,貧營養鹽海域是形成珊瑚礁的首要條件,因為只有貧營養鹽海域乾淨的海水,才能有充足的陽光,珊瑚才能正常生長。
「既然是貧營養鹽,那又為什麼會有高生產力呢?」因為有那麼多生物身體內有共生藻存在,不停地行光合作用,再加上其他大型的附著性藻類,就好像陸地上的一個大花園一般,生產力當然高囉!
這些珊瑚礁生物透過捕食與被捕食,形成一個複雜的生態系,在這個生態系裡,有多樣的生命。因此,生物學家把珊瑚礁比喻成海中的熱帶雨林。