全國性 DNA 調查描繪變動中的海洋
海水中的 DNA 痕跡顯示，有 126 種魚類出現在日本沿岸比過往紀錄更北的海域，讓研究人員得以詳細了解海洋棲地的變化。這項研究彙整了 2017 年至 2024 年間在 316 個地點採集的 2,672 個樣本，其中近 1,000 個新樣本由沖繩科學技術大學院大學（OIST）的研究人員提供。
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研究結果於 2026 年 10 月 26 日刊登在《Diversity and Distributions》，涵蓋具有商業價值的日本竹筴魚和黑邊石斑魚，也包括被懷疑會造成海藻床受損的黑兔頭魚。對沿岸社區而言，這些變化不只影響漁網裡捕到哪些魚，也關係到商家能賣什麼、家庭煮什麼，以及哪些棲地能支撐未來漁獲。
日本水產廳提供了醒目的海溫背景資料。該廳的2024 會計年度水產白皮書指出，截至 2024 年的約 100 年間，日本沿岸海表溫度每世紀上升 1.33 攝氏度。2024 年的沿岸海表年平均溫度創下有紀錄以來新高。
這項 OIST 研究題為「日本全國環境 DNA 調查填補資料缺口，揭示日本各地魚類分布範圍外的新紀錄」，運用環境 DNA（eDNA）協助填補魚類分布知識的空缺。研究的核心發現是，有證據顯示 126 種魚類可能出現在過往紀錄所列的最北分布界線以外，為研究人員和漁業管理者提供了值得進一步調查的具體物種與地點。
海水如何揭露難以觀察的魚類
魚類會在周遭水域留下微量的遺傳物質。研究人員可以採集海水、提取其中的 DNA，再讀取遺傳密碼的特定片段。接著，他們會將序列與參考資料庫比對，辨識相關物種。
這種方法可以比作將指紋與資料庫比對。海水中含有痕跡，參考資料庫則提供已知身分的資訊。單一樣本可能含有多種魚類的 DNA，因此科學家無須捕捉或目視每一隻魚，就能調查魚類群聚。
在日本研發的 MiFish 引子，讓這個流程得以實現。引子是用來鎖定特定遺傳區域的短 DNA 片段，實驗室設備可藉此複製該區域以供分析。之後研究人員會利用參考序列進行比對，判定物種身分。兩者都是可靠辨識物種所不可或缺的。
研究人員表示，這是首次將 eDNA 用於此類全國規模調查。這項方法可補足既有手段，包括志工觀察、野外調查、標本採集，以及適合棲地的預測。每種方法提供的資訊各不相同，成本、涵蓋範圍和不確定性也會影響各自最適用的情境。
日本為何能進行如此大規模的調查
研究第一作者、OIST 前博士生 Ayşe Haruka Oshima Açıkbaş 指出，日本對海洋 DNA 研究的投入，是這項工作的基礎。對當地海洋動物進行廣泛定序，擴充了可供辨識魚類的參考資料庫。
Oshima Açıkbaş 也提到，相關設施與合作網絡讓這次採樣得以進行：
我們在 OIST 可以使用所有必要的 DNA 定序設施；同樣重要的是，我們也能與遍布日本的海洋研究站及其工作人員合作。
當地漁業單位、環境機關和科學家協助擴大沿岸調查範圍。研究團隊新增的近 1,000 個樣本與先前採集的樣本合併後，分析範圍擴大至 316 個不同地點的 2,672 個樣本。
因此，這項計畫不僅仰賴實驗室能量，也需要沿岸工作人員的投入。定序儀器只有在有人採集、處理並送交適用樣本後，才能辨識遺傳物質。既有海洋研究站協助串連這些環節，讓調查得以涵蓋廣大地理區域。
126 種魚類在北方海域出現代表什麼
在過往紀錄所列的最北分布界線以外，研究人員也發現了日本竹筴魚（D. maruadsi）和黑邊石斑魚（E. fasciatus）等具有商業價值的魚種。這些發現讓調查結果直接關聯到能進入市場、支撐漁業生意的魚類。
黑兔頭魚（S. fuscescens）則帶來另一項隱憂。牠被懷疑會因啃食而導致海藻床流失。日文所稱的「磯燒」，指這類海底藻床衰退或消失；海藻床為其他海洋生物提供食物與棲地。
研究人員在合併後的資料中辨識出數千種魚類。126 種指的是在過往紀錄以北發現的物種數量，並非樣本中全部的魚類多樣性。
公開說明的研究細節並未指出這些魚種出現在過往分布界線以北多遠，也未確認每個物種是否已建立長期在地族群。對於要決定哪些地點最需要重複調查或直接觀察的沿岸管理者來說，這些資訊相當重要。
海水升溫與洋流變化構成背景
日本水產白皮書指出，漁獲已受到更廣泛的變化影響：偏好溫暖海水的魚類，其棲地與洄游路線正向北擴展；包括鮭魚在內，偏好較冷海水的魚類，南下進入日本周邊海域的數量則在減少。
洋流也會影響異常高溫海況出現的位置。日本政府表示，黑潮大蛇行，即暖流黑潮路徑上的一處大型彎曲，自 2017 年起持續至今。黑潮延伸流向北移，也就是黑潮延伸進入太平洋的洋流北移，促成三陸外海自 2022 年秋季起創下高溫紀錄。
以下重要時間點呈現生物採樣如何與這些變化重疊：
- 2017 年：採樣期間開始，黑潮大蛇行進入持續期。
- 2022 年秋季：黑潮延伸流向北移，促成三陸外海創下高溫紀錄。
- 2024 年：採樣期間結束，日本沿岸海表年平均溫度創下紀錄新高。
- 2026 年 10 月 26 日：OIST 研究刊登於《Diversity and Distributions》。
溫度紀錄反映物理環境的變化，魚類偵測結果則呈現在哪些地方發現遺傳痕跡。兩者合併，有助於研究人員了解同時受到長期暖化與主要洋流移動影響的沿岸海域中，海洋群聚如何變化。
不熟悉的漁獲為何賣價較低
OIST 海洋氣候變遷研究組組長、研究資深作者 Timothy Ravasi 表示，漁業社區已經遇到漁獲種類改變的情況：
日本各地的漁民已經發現，現在捕到的魚種與幾十年前有所不同。
Ravasi 指出，對於不熟悉新出現魚種的購買、料理或食用方式的人而言，這些變化會帶來影響。同時，熟悉魚種消失，也會讓人更難烹調具有地方文化或歷史意義的料理。漁業業者可能也需要改用不同設備、技術並累積新知識。
水產廳記錄了相關的商業問題。由於當地消費者沒有食用某些新捕獲魚種的習慣，加上缺乏既有銷售通路，部分魚種售價偏低。海裡有魚可捕，不代表買家、加工業者和零售商都已準備好處理這些魚。
日本政府正致力改善這類漁獲的加工與銷售，並鼓勵在地消費。實際挑戰從漁船一路延伸到餐桌：捕到替代魚種，只是靠牠取得穩定收入的第一步。
海藻流失讓魚類移動牽動其他漁業
海藻床讓生態影響特別具體。水產廳指出，高水溫與魚類啃食造成的損害，都加劇了海藻床衰退，影響仰賴海藻床作為棲地或覓食場所的物種。
日本龍蝦和鮑魚等海洋生物的漁獲，也隨著海藻床衰退而減少。因此，食用海藻的魚類有所變化，可能會影響以捕撈其他動物為主的漁業。
在過往紀錄以北發現黑兔頭魚，提供研究人員一種值得追蹤的魚類，也讓他們能同步觀察當地海藻床的狀況。一起追蹤魚類與棲地，有助沿岸主管機關找出啃食壓力與海水升溫同時出現的地點。
對漁業社區而言，兩者的關聯很直接：海洋食物網某個環節的變化，可能影響多種漁獲。若只監測上市販售的魚類，就會忽略支撐這些魚類生存的棲地變化。
DNA 調查結果須經審慎查核
日本環境省在環境 DNA 調查指南中說明這種方法的優點與限制。指南聚焦於淡水魚類和兩棲類，並以 2024 會計年度可取得的知識為基礎；其中也引用海洋調查案例，展示這項技術可偵測的物種數量。
指南引用的一項全國沿岸魚類調查，在 521 個屬於 136 個科的屬中，偵測到 1,220 種魚類。另一次水族館驗證實驗偵測到 168 種海水魚，超過水族箱飼養物種總數的九成。這是兩項各有不同調查條件與數據的技術效能案例。
指南要求仔細查核物種清單。採樣處理或實驗室作業過程中的污染，可能造成偽陽性，也就是將 DNA 誤判為來自調查地點實際不存在的物種。偽陰性則是指調查地點有該物種，卻未能偵測到；包括引子無法良好比對其 DNA 的情況。
當地環境也會影響結果。水流、洋流方向、水深、溫度、水質以及目標物種的密度，都可能左右偵測結果。樣本中的物質也可能干擾 PCR，也就是在實驗室複製特定 DNA、使其達到足以分析數量的流程。
指南指出，若以廣泛調查方式一次辨識多種物種，研究人員無法根據結果計算個別物種的生物量。生物量是指生物的總質量。因此，漁業管理者還需要其他測量資料，評估魚類數量，並搭配 DNA 證據了解物種分布。
從擴大分布圖到完善決策
Oshima Açıkbaş 與同事希望建立預測模型，解釋 DNA 為何會出現在特定地點，以及背後原因。這類模型有助研究人員將偵測過程與影響海洋的環境條件連結起來。
擴充參考資料庫並重複採樣，可讓未來的比較更有參考價值。累積更多紀錄，能讓科學家有更多機會追蹤同一地點的變化、查證罕見的偵測結果，並找出需要進一步野外調查的區域。
環境省建議將 eDNA 與傳統捕撈及目視調查結合，以取得更多資訊。這種做法符合日本沿岸面臨的決策需求：在哪裡監測新出現的魚類、如何因應海藻床流失，以及如何協助漁業業者適應漁獲變化。
OIST 的研究提供了一張涵蓋範圍廣泛的初步分布圖。這份資料對政策制定的價值，在於能與溫度紀錄、棲地調查及漁業社區的經驗相互參照，讓因應措施兼顧生態變化與海上工作者的實際需求。
重點整理
- OIST 研究人員發現 DNA 證據顯示，有 126 種魚類出現在過往紀錄所列分布範圍以北。
- 分析合併了 2017 年至 2024 年間在 316 個地點採集的 2,672 個樣本。
- 在過往紀錄所列的最北分布界線以外，日本竹筴魚、黑邊石斑魚和黑兔頭魚等物種也出現在調查結果中。
- 日本沿岸海表年平均溫度於 2024 年創下紀錄新高。
- 若缺乏消費需求和銷售通路，不熟悉的漁獲可能賣價較低。
- 仔細查核實驗室結果並搭配傳統調查，有助將 DNA 偵測結果轉化為漁業與棲地管理所需的資訊。
