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Life history of Cetaceans 鯨豚的生老病死

第 4 單元：生活史. Life history of Cetaceans 鯨豚的生老病死. 周蓮香 台灣大學生態學與演化生物學研究所教授. 本著作除另有註明外，採取 創用 CC 「姓名標示 — 非商業性 — 相同方式分享」台灣 2.5 版 授權釋出. 什麼是生活史 (Life history)?. 定義 (SC Stearns 1993) : 生物體一生中必經的幾個明顯的階段 , 特別可以反映出該種生物的生存與生殖策略 (Lincoln et al.1988, Dictionary..)

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Life history of Cetaceans 鯨豚的生老病死

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Presentation Transcript

  1. 第4單元：生活史 Life history of Cetaceans鯨豚的生老病死 周蓮香 台灣大學生態學與演化生物學研究所教授 本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示—非商業性—相同方式分享」台灣2.5版授權釋出

  2. 什麼是生活史(Life history)? • 定義(SC Stearns 1993) : • 生物體一生中必經的幾個明顯的階段,特別可以反映出該種生物的生存與生殖策略 (Lincoln et al.1988, Dictionary..) • 生活史可說是 「生物學的中樞」(the heart of biology)，可以解釋並連結生命的多樣性和複雜性。

  3. 海豚胎兒 • 快出生的海豚寶寶在母親的子宮中移動，好像它已經出生並在一個私人游泳池中游動。猜猜看，他會在這裡待多久? • 海豚寶寶在母體子宮中的成長過程就像一部動物進化史。在成長到24天時，海豚寶寶胚胎還非常小，就像一個小胚芽，長到大約11個星期左右時，它的鰭上開始出現像人手的骨頭結構，這反應出海豚的祖先在陸地上生的某些特徵。

  4. 生活史特徵(Life History Traits) • 出生體長大小 • 成長模式 • 性成熟年齡 • 性成熟體長大小 • 子代數目、大小、性別比 • 各年齡 & 體長大小上的生殖投資 • 各年齡 & 體長大小上的死亡率 • 壽命(longevity, life span)

  5. 如何知道鯨豚的性別、年齡&成熟度?

  6. 性別判定(Sex determination) • 齒鯨 • 頭部外型 • 牙齒 • 背鰭 • 腹部生殖裂 • 尾幹腹部隆起 • 鬚鯨 • 外型不明顯 male 生殖孔 肛門裂 肚臍 female 乳腺裂 台灣大學生態學與演化生物學研究所 鯨豚研究室團隊

  7. 虎鲸 ♀ : 背鰭鐮刀形 ♂: 背鰭等腰三角形, 直立 ♂的喙部較寬，♀的較窄

  8. 抹香鯨 • 分辨抹香鯨雄雌可由尾幹隆起來區分： • 雌性 沒有隆起 • 雄性  有隆起

  9. ㄧ角鯨 & 中喙鯨 • 雄性有齒，雌性沒有或很短。

  10. 性成熟判別 • 估計性成熟方式 • 雌性可依卵巢中的黃體與白體形成程度來估計；雄性則可依睪丸重量與睪丸切面判斷是否為成熟。

  11. 年齡估計 • 鬚鯨類(mysticetes) • 1955年之前以鯨鬚板判斷年齡。鯨鬚板質地如同人類的指甲，隨著每年生長會形成一層層的紋路；但因攝食容易磨損而產生估計誤差。 • 1955年之後採用耳垢栓判斷年齡。大型鯨種耳道分泌油脂與表皮組織形成耳垢栓，一層一層堆積。至於每年有幾層，是否有季節上的差異，仍須要進行研究。 • 齒鯨類(odontocetes) • 一般均用牙齒切片來判斷年齡。

  12. 鬚鯨(Mysticetes) – 鯨鬚板 • 鬚板上會週期性的出現有規律的厚薄交替。厚處形成棱，薄處則為溝，在鬚板表面呈現出條紋狀，就像牛角或魚鱗上的年輪一樣，可用來鑑定鯨的年齡。

  13. 鬚鯨(Mysticetes– 耳垢栓(ear plug) • 耳栓位於外耳道的內側，呈延長的圓錐形，它是由表皮的角質層所蛻落的細胞和脂質構成，比人的耳垢脂質少，角化程度高。 • 鬚鯨的耳垢栓蠟質層會持續增加，可用分層的程度來判斷年齡。

  14. 齒鯨Odontocetes–牙齒切片 • 象牙質(dentine)和膠泥質(cementum)有山型層紋，這種層狀物是由狹窄透明的部份和寬闊不透明的部份共同組成的，一組層狀物代表一年；可是對於海豚科來說，其牙齒的象牙質會隨著年齡的增長而停止發育，膠泥質的年輪寬度又過窄，導致年齡越大就越難解讀。 台大鯨豚研究室

  15. 齒鯨的年齡 • 辨別年齡方法:牙齒斷面 • 生長層組(GLG: Growth layer group) 使用齒質(象牙質)的GLG 偶用白堊質(膠泥質) • 1年=多少 GLG • Exp: 對寶寶注射四環素(tetracycline), 當再捕獲時可用UV光追蹤牙齒內的成分累積程度來判斷年齡。 台大鯨豚研究室

  16. 鯨豚可以活多久？

  17. 壽命 (Longevity, Life span) • 鯨魚概略 • 最大者: 90-100+歲 • 一隻約185歲的雄北極鯨，依據身上的捕鯨矛出產年分來判斷其壽命約已將近200年。 • 一般：50-70歲 • 小型：20-40歲

  18. 鯨豚子孫繁衍的特色 – 生殖獨特點 • 每次只能生一胎(偶爾有雙胞胎，但存活率很低) • 初生兒體型非常大 • (約佔母親體長1/3~1/2 BL) • 繁殖有季節性 • 鬚鯨有，齒鯨不明顯。

  19. 鬚鯨的生殖

  20. 生殖獨特點 • 繁殖有明顯的季節性變化，與氣候季節變化以及食物供應量有關。 • 受限於繁殖季 • 在熱帶及亞熱帶地區繁殖季較長

  21. 生殖獨特點 • 鬚鯨每年遷徙，在極區覓食，在熱帶繁殖。 • 小鬚鯨&長須鯨 – 短距離遷移 • 熱帶至溫帶 • 灰鯨&大翅鯨 – 長距離遷移 • 熱帶至極區 • 北極鯨(弓頭鯨)& 少數小型齒鯨覓食與繁殖都在極區不會遷徙。

  22. 鬚鯨的生殖 • 大部份種類為一年一次排(Spontaneous ovulator) • 懷孕期將近一年 (10~12月) • 例外：灰鯨約13~14個月

  23. 鬚鯨的生殖 • 胎兒與幼鯨的成長 • 成長速度比其他哺乳類動物快，尤其在懷孕末期。 • 新生兒體型相對較大、長得快。 • 哺乳期:5~7個月 • 最小生殖週期為 2~3 年，或更長。 • 媽媽的能量花費高

  24. 鬚鯨的生殖 • 媽媽的能量花費高： • 超大寶寶(佔母親體長的1/3~1/2), 胎兒成長速度呈指數型成長，非常快速。 • 母親能量淨耗費 (懷孕+哺乳) = • 完全成熟長須鯨母親的19% (1/5) • 剛成熟個體母親的26% (1/4) (Lockyer 1981)

  25. 鬚鯨生活史 • 懷孕期多久？ • 10-12個月 • 哺乳期多長？ • 5-7個月 • 生產間隔多久？ • 2-3年 • 幾歲性成熟？ • 5-12歲 • 壽命？ • 50-120年

  26. 齒鯨的生殖

  27. 齒鯨的生殖 • 不如鬚鯨有明顯季節性，但是有生殖高峰。 • 懷孕期 • 大部分的齒鯨：10~12個月 • 以烏賊為主食者：15~17 個月

  28. 齒鯨的生殖 抹香鯨 • 北方族群在春天繁殖，南方族群在秋天繁殖，沒有有基因交流(interbreed)。 • 懷孕期：15~16 (19)個月，夏季生產。 • 哺乳期變異: • 通常是2年，(吸奶最長達：雌 7.5年 雄 13年) • 哺乳期長短與母親年齡呈正相關 • 共同哺育

  29. 齒鯨的生殖 • 性成熟的年齡： • 變異大，3年~16年 (鼠海豚 vs. 虎鯨)。 Ex. 小型海豚：雄 7~11，雌 5~8 年。 Ex. 抹香鯨 • 雌：7~12年 • 雄：性成熟(sexual maturity) 18~19年，社會性成熟 (social maturity) 26年才有資格進行交配。

  30. 齒鯨的生殖 • 哺乳期難估計，一般採用： • 捕獲的最大幼兒 • 幼兒胃中的乳糖殘留證據 • 比例：哺乳期 / 懷孕期 = 哺乳中雌體數目 / 懷孕雌體數目 • 生產間隔 • 至少兩年 (懷孕 + 哺乳)

  31. 齒鯨的生殖 • 生殖補償(Reproduction compensation)： 當人類大量獵捕造成生殖參數改變，生殖年齡降低。 • Ex. 日本捕鯨，條紋海豚被大量捕捉後，懷孕率增高，哺乳期變短。

  32. 齒鯨生活史 • 懷孕期： • 10-12 個月(小型)，15-17個月 (大型) • 哺乳期： • 18-24個月，(抹香鯨19-42個月) • 生產間隔： • 2-3年，大型種類 3-10年 • 性成熟年齡： • 雌 5~8 年，雄 7~11年 (抹香鯨: 雌：7~12 年，雄：9~11 年)

  33. 齒鯨生活史 • 壽命: 20+ ~ 70+ • 大型：60-80歲，抹香鯨、貝氏喙鯨 • 中型：30-60歲 • 小型：20-30歲 • 最小者：15-20歲，porpoise、kogia

  34. 死亡 可能原因： • 天敵獵食 • 寄生 & 疾病 • 擱淺 & 意外

  35. 死亡原因 • 主因： 捕獵、寄生蟲、疾病(Predation, parasitism, disease) • 副因： 中毒、缺乏食物、營養來源不足(poisoning, starvation, inadequate nutrition)

  36. 天敵獵食 • 天敵很少，可能的天敵有： 鯊魚、虎鯨、偽虎鯨、人類。 • 身上普遍具有傷口： • Ex. 3~18% 的個體身上傷口為鯊魚造成 • Ex. 33% 大翅鯨在紐芬蘭具鯊魚傷口 • 其他原因 • 也可能是種內個體彼此排擠造成 • 也可能是被授獵物弄傷，ex.烏賊觸手

  37. 寄生 & 疾病 • 外部寄生，附生物，片利共生 (+, 0) Ex. 鯨蝨(whale lice) 片腳類動物(amphipod)；甲殼綱動物 (crustacean)，對鯨種具有專一性。

  38. 寄生 & 疾病 Ex. 藤壺(barnacle)沒有種類專一性 常見於大翅鯨，灰鯨 & 露脊鯨，偶見於抹香鯨

  39. 寄生 & 疾病 • 大量內部寄生：線蟲、條蟲、 吸蟲。 • 非致命性，但會影響出生率及死亡率。

  40. 擱淺 & 意外 • 只能由死亡個體的資料進行分析 • 擱淺意外死亡種類: • 受到嚴重寄生 • 船隻馬達造成外傷, • 漁業誤捕 • 新生鯨豚迷航 • 其他原因

  41. 擱淺 & 意外 造成擱淺的可能原因： • 受到嚴重寄生 • Ex. Walker 1981加州，43隻擱淺鯨豚，91% 腦損害。 • 吸蟲(trematode)導致氣竇：內耳腦聲納功能擱淺

  42. 擱淺 & 意外 • 集體擱淺可能種類與原因： • 主要種類：領航鯨、抹香鯨、偽虎鯨、瓜頭鯨。 • 特徵：社群連結強， • 住在遠洋 (不諳淺水因為追食物, 磁場干擾等而進入淺水區) • 常重複擱淺, 難救援

  43. 集體擱淺

  44. 版權聲明

  45. 版權聲明

  46. 製作團體 • 本教材由台灣大學生態學與演化生物學研究所，鯨豚研究室製作。 • 台大生態學與演化生物學研究所：http://ecology.lifescience.ntu.edu.tw/index.htm • 鯨豚研究室聯絡電話：02-3366-2468

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