作者: 韓玉山 副教授

    日本鰻為台灣重要的養殖魚種之一。根據農委會統計資料，自1968年以後，由於養鰻技術之研發成功與推廣，台灣之日本鰻養殖規模逐年上升，並順利銷售至日本市場。日本鰻產量於1992年到達高峰，年產量超過6萬公噸，產值亦達百億以上 (Fig. 1) (Liao, 2001)。然而，隨者大陸地區養鰻業之興起，以及鰻線價格居高不下，導致台灣養鰻產業的競爭優勢逐漸式微。自1992年以降，台灣之鰻魚產量快速下降，1999年之鰻魚產量僅達1萬6千多公噸 (Fig. 1)。由於鰻魚為目前廣泛養殖的魚種中，唯一尚必須利用野生苗作為種苗來源的魚種，因此，養鰻產業極度依賴天然鰻線之供給，形成產業發展上之主要瓶頸。尤其近年 來，受到河川污染、水庫建造、棲息地被破壞，氣候變遷以及天然鰻線過漁等諸多因素的影響，導致鰻線產量之長期趨勢有更為下降之現象 (Tzeng et al., 1995)。因此，進行日本鰻人工繁殖技術的研發，為鰻魚養殖產業永續發展之關鍵所在，對於鰻魚生態保育上，亦具有積極的意義。
    日本鰻具有獨特的生活史 (Fig. 2)，其產卵場推測應在西太平洋的馬里亞納群島附近 (Tsukamoto,1992；Liao et al., 1996, 1999)。柳葉形仔鰻 (Leptocephalus) 隨著北赤道洋流向東亞大陸棚漂送，約經4-6個月之成長，變態為透明流線型之玻璃鰻 (Glass eel)，並向沿岸河口聚集。當玻璃鰻身上長出色素後即稱為幼鰻 (Elver)，在河流或是河口域中棲息、成長，此時稱為黃鰻 (Yellow eel)，經過5-8年的成長，鰻魚在降海產卵前會進行一連串的生理變化，稱為銀化 (Silvering)，體表可見背部與胸鰭變黑、吻部變寬、眼睛與胸鰭變大、以及腹部呈現銀黑色 (Fig. 3)。其餘生理變化包括生殖腺發育加速、消化道萎縮、表皮增厚、魚鰾變大內壁變厚、視網膜錐狀色素細胞漸被桿狀色素細胞取代、骨骼肌之組成與性質改變等等 (Han et al., 2001)。筆者等曾進行野生鰻的調查，發現其銀化的啟動，集中在夏秋兩季，而銀鰻出現高峰則在冬季 (十一月至二月)。銀鰻降海回到出生地產卵，繁殖下一代，完成其生活史 (Tesch , 1977；Tzeng et al , 2000)。
    不論是捕獲之野生或人工飼養之鰻，皆無法在人為環境下自然成熟。以目前採捕到的最成熟的野生銀鰻，其雌魚之性腺僅達油滴期（oil droplet stage）或是初級卵黃球期 (Primary yolk globule stage) 而已，生殖腺指數 (Gonadosomatic index, GSI) 約為1-3 ﹪之間，與產卵時GSI可達40 ﹪相比，仍處於早期發育階段。雄鰻的情況亦是，其精巢只有初級精原細胞 (Primary spermatocyte)，GSI只有0.1-0.3 ﹪左右 (Han et al., 2002)。此一特徵使得鰻魚人工催熟必須依賴長期注射異源性促性腺激素 (Gonadotropin, GTH)，方能強迫鰻魚生殖腺的進一步發育、成熟。探討鰻魚人工繁殖迄今未能突破的原因，有三大難關，茲分述如下：

一、對鰻魚性成熟的機制瞭解不足
    魚類生殖內分泌的調控非常複雜，但中心的主軸則為下視丘—腦下垂體—性腺 (Hypothalamus- Pituitary- Gonad, HPG)，其中下視丘所分泌之促性腺激素釋放素 (Gonadotropin releasing hormone, GnRH) 會刺激腦下垂體分泌促性腺激素，促性腺激素有GTH I及GTH II兩型，其中GTH I 可刺激雌鰻卵母細胞與雄鰻精原細胞之增生，GTH II則負責刺激雌鰻卵巢合成雌性素 (Estradiol-17β, E2) 與排卵，以及刺激雄鰻精巢產生雄性素 (Testosterone, T)，GTH I/II兩者相輔相成，共同完成生殖腺的成熟 (Li and Ford, 1998)。而在此一主軸上，有各式各樣其他的因子亦參與調控此一主軸的活動，有些因子可刺激此一主軸，另一些因子則抑制之。日本鰻即使在銀鰻階段，其血中GTH I/II之含量仍很低，僅能支持生殖腺低度的發育，顯示鰻魚生殖主軸上的抑制仍未完全被解除。由近年的一些實驗結果，可看出一些端倪，Kagawa et al.（1998）將母鰻由淡水移至海水中飼養3個月，即可有效促進其卵巢之自然發育，顯然鹽度為此一主軸之刺激因子之一；又法國學者曾將歐洲鰻下沉至深海850米蓄養3個月，發現其腦下垂體中GTH含量增加了20倍以上 (Fontaine et al., 1987)，顯示水壓亦為刺激此主軸的因子之一；由於種鰻會洄游數千公里之遙回到產卵場，鰻魚在仔魚階段對其所生活的大洋環境很可能有imprinting （印痕），此一印痕可能會影響鰻魚的成熟活動，在大洋環境下方可解除此抑制，而活化HPG主軸。另外，銀鰻的體脂肪很高，用來支持其後之長距離洄游與生殖腺發育所需之能量。目前於哺乳動物中發現，脂肪細胞所分泌之瘦素 (Leptin)，與GTH之合成與分泌有密切關係，魚類中Leptin之存在已被間接證實，咸信應與鰻魚生殖內分泌之調控有關 (Johnson et al., 2000)。綜上所述，由於吾人對鰻魚性成熟之生理機制，或是更精確地說，對其生殖主軸 HPG之調控機制，尚未完全瞭解，因此尚無法找出使其自然成熟的方法。

二、鰻魚之催熟過程冗長，導致受精率與孵化率之不穩定
    由於種鰻無法在人工環境下自然成熟，因此，注射異源性GTH成為不得已的手段。雖然鰻魚的人工催熟試驗，源於1934年在法國進行的歐洲鰻，但迄今幾乎都集中在日本鰻的身上。日本學者Yamamoto 和 Yamauchi (1974) 早自1973年即已成功地利用鮭魚腦下垂體抽出物 (Salmon pituitary extracts, SPE) 注射日本鰻，獲得受精卵並孵出仔魚的紀錄。迄今，日本鰻已建立一套較為標準化的人工催熟流程，如 Fig. 4所示，雄鰻以人類絨毛膜促性腺激素 (Human Chorionic Gonadotropin, HCG) 注射，每週一次，約10-14週即可獲得大量有活動力之精子。雌鰻則每週注射SPE，約經8-13週，卵子可達三級卵黃球期 (卵徑約為800 μm)，此時再注射一針SPE作為誘導，24小時後再注射17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one (DHP, 排卵素) 作為卵子最後成熟誘導劑，約經15到21小時後可進行人工受精 (Fig. 4)。 由上述過程可知，此種人工催熟方法極為人為化設計，以異源性激素直接刺激生殖腺的發育。然而性腺的發育是需要精準的調控，過猶不及，異源性激素的注射顯然 不易達到此一要求，因此卵質的優劣可想而知不太穩定。一般對其他魚類採行的人工催熟方法，係先使其能自行發育至成熟階段，然後再以高劑量的異源性激素促使 其進入最後成熟階段，而達到排卵的目的，在此情況下卵的品質無虞。至於鰻魚則否，要達到自行發育至成熟階段，仍無妙方，只能依靠長期多次的注射異源性促性 腺激素催熟。利用此種方式催熟所得到之卵粒，可能本身即有缺陷，因此即使能受精孵化，仔魚的正常發育也許已受到某種影響。

三、仔魚飼育所須之條件尚未掌握
    得到受精卵後，孵化及仔魚的培育即成為另一種重要的課題。由於迄今尚未撈獲任何已成熟的野生種鰻、鰻卵及初期卵黃囊期的仔魚 (Tsukamoto, 2001)，導致對其仔魚生存所需的環境條件及仔魚攝餌的習性，都未能掌握。歐洲鰻最長的飼育紀錄為3.5天 (Prokhorchik , 1986)，美洲鰻6天 (Liao and Chang , unpublished)，日本鰻則為253天 (Tanaka, 1999)。根據Tanaka et al. (2001) 所用的飼料，係以冷凍乾燥的鯊魚卵製成膏狀飼料，並添加黃豆蛋白、維生素、礦物質與磷蝦萃取物。仔魚在孵化後14天可長至9.4 ㎜，100天後則可長至22㎜，然而存活百日以上的柳葉形鰻比例不到1﹪，最高紀錄者僅成長至31㎜，但已費時超過200日 (Fig. 2)，早已超過日本鰻正常柳葉期約120-180天的範圍 (此時體長已達約60㎜)。因此，仔魚的培育，顯然仍有諸多問題待解。由於天然仔魚不可能攝食如此類型之飼料，人工培育之仔魚可能有某些方面之缺陷。若缺陷不在仔魚本身，則可能是人工培育環境並無法滿足仔魚之生長需求，這些都需進一步的探討改進。

結語
    挑戰鰻魚的人工繁殖，不僅具有產業發展的經濟意義，更象徵著生殖科技的不斷突破與探索，以目前日本鰻人工繁殖的進展來說，較著重於異源性激素之配方與施打方 法之改進，以及仔魚飼料配方與培苗方法之改良，而較少著墨於瞭解鰻魚生殖主軸如何被調控，尤其是與環境因子的互動模式。如果能夠解開這些奧祕，也許不需靠 異源性激素即可促其自然成熟、產卵，而獲得之受精卵與仔魚將大大提高其存活的機率，這可能就是突破鰻魚人工繁殖關鍵之處。