2008-04-09

拯救黑鮪魚

 
雙週 四 出刊.2008.04.10
 
本 期 目 錄 簡介/舊報明細
拯救黑鮪魚
RFID晶片粉末登場
科學不簡單講座-【魚類生存大作戰】
一場遊戲還是工作?
遊戲、學習、工作只有一線之隔
最Hot科學 

拯救黑鮪魚


重點提要

■壽司和生魚片受歡迎的程度大幅提升,已使黑鮪受到嚴重傷害。無論是大西洋、太平洋或印度洋,過漁已經使黑鮪族群大幅減少,朝向滅絕。管理單位無法設定嚴格的漁獲配額,而非法捕撈也四處橫行。

■圈養繁殖可能可以挽救黑鮪,不過困難重重。日本和歐洲的研究團隊已經在實驗室裡繁殖鮪魚,而現在澳洲有一家公司正試圖把這種技術擴大到商業規模。

鮪魚有很多種,拿來做三明治或沙拉的罐頭鮪魚,通常不是正鰹就是長鰭鮪。正鰹體長約一公尺,世界各地的捕獲量都很大,被當成「淺色鮪魚」來販賣;長鰭鮪則是另一種市場上稱做「白肉鮪魚」的小魚。

體型較大的黃鰭鮪和大目鮪也被大量捕撈,不過這兩種魚做成壽司並不怎麼美味,通常拿來烤。而魚中的巨無霸──藍鰭鮪(即黑鮪魚),是壽司及生魚片的首選,成為世界上最令人垂涎的食用魚,但黑鮪也因此躍上另一項不怎麼光彩的排行榜冠軍:牠可能是瀕臨絕種危機最高的大型魚類。過漁問題不斷把黑鮪推向滅絕,牠們可能很快就會消失,除非魚類養殖業者學會如何圈養繁殖。

目前所知最大的黑鮪,體重將近750公斤、體長4公尺,牠甩動彎刀般的尾鰭,劃破海水前進,讓身上巨大的肌肉塊保持溫熱。世界上有近兩萬種魚類絕大部份都是冷血動物,體溫和牠們生活的海水差不多,黑鮪卻是少數的溫血魚類之一。

在海面下一公里潛游時,水溫可能只有5℃,黑鮪卻可維持27℃的體溫,與哺乳動物很接近。黑鮪也是游速最快的魚類之一,可以加速到時速80公里,並橫越整個大洋。由於黑鮪是如此傑出的游泳健將,因此1990年代科學家試圖製造機器魚時,就以黑鮪為藍本,設計出具有子彈形身體、彎月形堅硬尾鰭的機器魚。

研究者發現,黑鮪尾巴的功效在於尾部快速來回甩動時,產生渦流與渦流間的交互作用。不過電動魚產生的流體動力遠不及真正的黑鮪,發明人提安達芬羅兄弟寫下這樣的句子:「當機器鮪魚的設計越來越精細複雜時,我們就更敬佩活生生的鮪魚。」

黑鮪和狼一樣,通常集體狩獵,組成高速行進的拋物面隊形,集中追趕獵物,使掠食者比較容易逼近獵物。鮪魚適應高速追逐的代謝狀態,不過身為機會主義者(如有必要也是強迫進食者),牠們會吃下任何出現在眼前的獵物,不管是游速快的鯖魚、底棲的鰈魚,甚至定棲的海綿。

美國麻州海洋漁業局的蔡斯主持了一項胃內容物的研究發現,新英格蘭黑鮪最主要的食物,依重量來分依序是大西洋鯡魚、玉筋魚、扁,以及各種烏賊(其他的食物包括烏鯧、銀無鬚鱈、美洲菱、美洲鰈、油鯡、海馬、鱈魚、鰈魚、青鱈、單棘魨、鱵魚、杜父魚、刺鯊、鰩、章魚、小蝦、龍蝦、蟹、樽海鞘和海綿)。只要獵得到,鮪魚什麼都吃,牠們幾乎獵得到所有會游泳的東西(或甚至漂浮、爬行、固定在海底的東西)。總之,牠們是靠視覺來狩獵的。

從貓食變身頂極壽司

黑鮪並非自古以來就是佳餚,在1900年代初,黑鮪被稱為「馬鯖魚」,牠們的紅色魚肉味道較重,被認為只適合給貓、狗吃。不過,在美國紐澤西和加拿大新斯科細亞地區,專門獵捕大型魚類的漁夫仍然喜歡黑鮪,因為這種強壯有力的魚是值得一戰的對手。

受歡迎的美國西部小說作家葛雷(Zane Grey,其作品Riders of the Purple Sage曾被改編為電影「荒野情天」),把他那可觀的版稅(他的小說銷售量超過1300萬本)大多投資在漁具、船隻,以及到特殊地點尋找鮪魚、旗魚及馬林魚的旅費。旗魚雖然也可以吃,但鮪魚和馬林魚才是真正的獵捕對象。黑鮪一直到20世紀後半葉成為食用魚時,價值才節節高升,同時壽司也開始出現在世界各地的菜單上。

有人可能以為壽司和生魚片成為日本人的主食已有數百年的歷史,但事實上,生魚片廣泛消費卻是近代的現象。日本人的蛋白質來源大多依賴海洋提供,而魚不能放著任其腐壞,所以他們用煙燻或醃漬法來保存魚肉。

戰後,冰箱引入日本,原本只能用煙燻或醃漬法保存的魚,幾乎可以無限期地保鮮,而漁業的新技術,如延繩釣漁法(使用特別長的線並裝上許多餌鉤)、圍網捕漁法(使用大型漁網,可以圍住整群的魚),再加上船上的冷凍庫,整體條件對日本人的飲食習慣產生史無前例的改變。黑鮪的地位從武士不吃的「骯髒魚肉」,晉升為價格可以媲美松露和魚子醬的珍貴魚肉(日本人稱黑鮪魚為maguro),「鮪魚肚肉」(toro)又是其中最上乘的部位,是成熟黑鮪富含脂肪的腹部。

松露和魚子醬之所以昂貴,是因為稀有,黑鮪則不同,這些原本被視為不可食用的魚,在近海處就可以找到大量的魚群,因而迅速變成國際地位崇高的菜色。2001年東京的築地魚市場,就曾經創下一條黑鮪17萬3600美元(約合新台幣520萬元)的高價。

40年前的美國,吃生魚還被認為是宗教褻瀆,現在壽司和生魚片已成為家常便飯,在超市、小吃店與高級餐廳都買得到。在美國,壽司的最高殿堂或許算是日本名廚高山雅方2004年於紐約市開張的「雅壽司」(Masa)餐廳,一套定食要價350美元(不含稅、服務費和飲料,約合新台幣一萬元),雅壽司立刻變成紐約市最昂貴的餐廳,兩人份的午餐或晚餐動輒超過1000美元。

一片可以賣到數百美元的魚肉,理所當然會吸引大批漁船的興趣。人們蜂擁混戰、提供鮪魚給日本的壽司和生魚片市場,必然使得全球鮪魚漁業競爭激烈。日本人試圖捕捉自己海域的鮪魚(學名為Thunnus orientalis的太平洋黑鮪)來填滿他們的食物儲藏室(以及冷凍庫和魚市場),不過他們很快觀察到北大西洋的黑鮪更大、數量也更豐富,在美國的某些港口(例如在麻州的格洛斯特與巴恩斯特伯),時常可見進口黑鮪魚到日本的大買家,早就在碼頭準備好測試鮪魚的脂肪含量,一旦測試通過,就當場把魚買下、裝上船運到日本。

研究者過去相信大西洋黑鮪(Thunnus thynnus)有兩個獨立的族群,一個待在大西洋西部、在墨西哥灣繁殖,另一個族群則在大西洋東部覓食、在地中海產卵。成立於1969年的管理機構「國際大西洋鮪類資源保育委員會」(ICCAT)根據這兩個族群的概念設定了漁獲配額,嚴格限制西部大西洋黑鮪(早在1970年代就變得很少)的漁獲量,但對東部大西洋黑鮪卻容許較高的漁獲量。

不過在1950與60年代,由伍茲赫爾海洋研究所的馬瑟爾與卡瑞首先開始的標記實驗(後來由史丹佛大學霍普金斯海洋研究站的卜洛克加以改進)卻指出,黑鮪的族群和既定的看法不同:墨西哥灣和地中海的確是大西洋黑鮪的繁殖地,但黑鮪個體卻可以橫越整個大洋,而且兩個族群的覓食範圍是重疊的。由於ICCAT沒能阻止大西洋東部的過漁行為,整個海洋的黑鮪族群數量已經衰竭。

而地中海地區的狀況可能更糟,漁民想法與技術發源於南澳(捕捉南方黑鮪,Thunnus maccoyii),圍捕成群未成熟的鮪魚,用漂浮圍欄拖到海洋養殖場,在那裡把鮪魚養肥,直到可以宰殺、運到日本。法規禁止漁業船隊把體型不足的鮪魚帶離地中海,但沒有禁止捕捉未成熟的鮪魚、在漂浮圍欄裡把牠們養肥。

每個地中海國家(除了以色列)都鑽這個法律漏洞在近海處擁有鮪魚養殖場,西班牙、法國、義大利、希臘、土耳其、賽普勒斯、克羅埃西亞、埃及、利比亞、突尼西亞、阿爾及利亞、摩洛哥和馬爾他的漁民,捕捉的未成熟鮪魚數以萬計。如果要設計一種保證可以摧毀繁殖族群的方法,就是把還沒成熟到可以繁殖的魚捉起來,養在圍欄中,直到可以宰殺為止。

一旦圍欄養殖場被看成解決問題的方法,就會讓問題更嚴重。2006年,世界自然基金會(WWF)呼籲地中海地區停止捕捉鮪魚,但在龐大經濟利益下,不難想像起不了多少作用。去年11月,ICCAT不顧保育人士的呼籲,把2008年的漁獲配額制定得和2007年差不多,並採用一項計畫,要在2010年把地中海的鮪魚捕捉量縮減20%,之後再減更多,美國代表團主任譴責這是一種姑息,指ICCAT「沒有遵循其成立宗旨」。

不過,即使制定比較低的配額,黑鮪仍身陷危機。鮪魚業界充斥著非法、無法管理的船隊,他們根本不在乎漁獲配額、限制、國界,以及任何可能威脅他們捕魚的規定與法規。再者,日本市場每年狼吞虎嚥六萬公噸的黑鮪,超過全球捕獲量的3/4,他們只管急切地購買鮪魚,卻不管鮪魚是從哪裡、用什麼方法捉來的。

日本漁民甚至規避自己政府的限制,每年把數千噸非法捕捉的鮪魚帶上岸,然後竄改自己的漁獲數據。如果鮪魚捕撈不是用這麼殘酷的方法,對於鮪魚,還有對最終的消費者來說,當然會比較好;但要改變這種狀況,幾乎等於要改變人性的根本。

當鮪魚族群持續下降,日本人對鮪魚肚肉的要求仍日益上升,鮪魚供應量少讓價格升高,更高的售價只會使鮪魚捕撈更劇烈,更劇烈的捕撈當然只會導致鮪魚數量更少。(如果日本人降低對黑鮪魚肉的需求,情況就會不同;不過這就好像要美國人放棄吃漢堡一樣。)看起來,黑鮪的唯一希望,是圈養繁殖。
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RFID晶片粉末登場

重點提要

■射頻識別(RFID)標籤是一種取代條碼的電子產品,現在越來越常見了。例如,將它們用在標示貨運棧板和圖書館的書籍,也是遠端收費系統的關鍵元件。

■日立製作所做出可用於RFID標籤的微型晶片,並且已發表一款肉眼幾乎看不到的晶片雛形。

■日立公司有意將上述新晶片裝入高價憑證,例如禮券、門票和證券,做為防偽之用。

2005年日本愛知博覽會,湧入了2200多萬名參觀者,沒有人能持假門票入場,實際上,想偽造門票是不可能的,因為每張門票都內含一個邊長0.4、厚0.06公釐的微型射頻識別(RFID)晶片,它以無線電波發出一個專屬的識別號碼給入口的掃描器。

製作該晶片的日立製作所如今還想把尺寸進一步縮小,去年他們發表了一款可用的晶片,邊長僅0.05公釐,厚度只有0.005公釐。這款晶片雛形小到幾乎看不見,面積只有博覽會門票晶片的1/64,卻納入了相同的功能。它小到能嵌入普通紙張。這預言了一個時代的來臨──幾乎每樣東西都能精心加上標籤,然後不需接觸就能被掃描器讀取。

在東京,該晶片的設計者、日立中央研究所的宇佐美光雄(Mitsuo Usami)舉起一小瓶液體,微笑地指著在裡面打轉的顆粒,它們就像午後陽光下的塵埃那樣閃閃發亮。他興奮地說:「這是世界上最小的RFID晶片。」。

微型化的吸引力

早在這次的尺寸突破之前,含晶片與天線的RFID標籤就被喻為供應鏈的革命力量。比起人們熟悉的直線條碼,RFID標籤的成本較高,但它們仍被視為比條碼更有效率的替代品;好的RFID標籤不需人工掃描或轉到特定方向就能讀取。近年來,沃爾瑪之類的大型零售業者已經引進RFID標籤,希望能節省數十億美元的盤點與勞工成本。其他成長中的應用包括電子收費系統、大眾運輸票券與護照,有些人甚至已將這種晶片植入手掌,可以更方便進出家門、控管電腦。

但日立研發這款新晶片的主要目的是用在防偽技術,它可嵌入高價值的憑證,例如有價證券、音樂會入場券、禮券和現金,宇佐美光雄和同事相信,晶片越小,就越不著痕跡,他說:「隨著精細的高科技產品越來越便宜,紙做的東西就越容易偽造。儘管電子付費已日漸普及,支票用起來還是非常方便。」

愛知博覽會用的晶片名為μ晶片,跟其他「被動式」RFID晶片一樣,運作簡單且不需電池或電源。當晶片和連接在一起的天線(通常是細絲狀)嵌入物品時,就會對掃描器發出的2.45GHz微波產生回應,將儲存在唯讀記憶體(ROM)中獨一無二的128位元識別號碼轉為訊號反射回去,掃描器就會從資料庫(可設在世界上任何地方)檢查識別碼,立即鑑定物品。

日立指出,μ晶片可用來識別「兆兆」種物品,因為128位元設計提供的識別碼組合幾乎數不盡,有1038種。每一個識別碼本身並無意義,但當它符合資料庫的一個欄位時,就能叫出使用者預先設定給這顆晶片的任意資訊。而正在研發中的更小晶片,名為粉末LSI晶片(LSI意為大型積體電路),儲存的也是128位元識別碼。

μ晶片和粉末晶片都是發展自宇佐美光雄的願景,這位資深電路工程師在看到i-mode手機廣告後,就草繪出這個願景(i-mode是日本電信巨人NTT在1999年推出的服務,他們的先進設備能讓使用者用手機連結網際網路)。宇佐美光雄想像出一套由微型RFID晶片及伺服器組成的網路:把RFID晶片裝入小型裝置,基本上裡頭除了一個用來傳給伺服器的識別碼以外,什麼也沒有。伺服器接收到合法識別碼後,就會提供各種人們可能想用的功能。這個概念類似今日的「網雲運算」,把原本應該儲存在個人電腦的應用程式放在別的地方,再透過網際網路來使用。

宇佐美光雄因此將注意力轉向創造出小到能裝入任何東西的RFID晶片,基於市場考量,它也必須是便宜、簡單又安全。他已略懂微型晶片的研發,早在1990年代,他就設計出一款內嵌微晶片的非磁條式超薄電話卡,由於晶片有加密功能,因此能提供安全性。這款嵌入式晶片邊長4公釐,厚0.25公釐。

但宇佐美光雄想要做得更小,首先得搞清楚晶片最小的功能需求為何,於是他求助任職於日立系統開發研究所的安全專家寶木和夫。他們兩人長談一番之後,宇佐美光雄判斷:只要使用128位元的識別碼,就足以把設計做得非常簡單,但仍可提供非常多位數的組合。同時,這個做法也能確保安全性,因為儲存在ROM的資訊無法被修改。他也剔除了所有不必要的功能,保留下的除了ROM之外,就只有簡化的無線電射頻電路(用來和天線互動)、一個整流電路(用來管理電流),以及一個時脈電路(用於晶片內運作的同步化,以及晶片運作和掃描器間的協調)。

諷刺的是,宇佐美光雄實現縮小微晶片的最大挑戰並非技術。當時(現在也是)傳統晶片研發總喜歡加大記憶體和晶片功能,宇佐美光雄提出的精簡設計,無異是違反潮流。日立商業部門大力反對,他們希望晶片納入可改寫的加密功能。如果得不到該部門的財務支持,宇佐美光雄的點子將會永遠停留在紙上。

但是一位意料之外的人士介入了。當時日立的研究開發本部部長淺井彰二郎看到這項計畫的潛力,承諾資助μ晶片雛形產品的製造(μ這個希臘字母代表微米),條件是宇佐美光雄必須能回收所有成本。將晶片用來防偽滿足了這個條件,μ晶片在2005年愛知博覽會的成功,說服了日立讓宇佐美光雄繼續實現縮小的構想。
 
 
科學不簡單講座-【魚類生存大作戰】

2008年4月26日(週六)下午2:30-4:00

主講人:邵廣昭 教授


演講內容
●魚的生態與洄游之秘
●魚類資源為何衰竭?
●養殖在族群延續上的意義
●養殖是否會造成環境污染?
●如何挽救台灣魚類資源?

更多活動訊息請見網頁:
http://sa.ylib.com/PROJECT/0804/ACTIVITY0804.ASP
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