圖片：2020年與八里聖心小學學生一起在渡船頭觀察到的藤壺
作者：嚴融怡
海洋當中有很多固著性生物，打從大航海時代甚至更早，人們就發現這類固著性生物包括細菌、真菌、微藻類、藤壺、貽貝、海草等水下生物，容易附著在船舶，然後逐漸積累船體表面上各類密密麻麻的碳酸鈣殼體、菌膜以及雜類污垢等等，更有甚者還有類似船蛆這樣的雙殼貝，牠們是屬於可以直接鑿穿船體並深入到船體當中寄居的生物。這些生物會逐漸影響船舶外觀甚至造成表面結構損壞與船體負重，不僅減慢航速，也增加船隻的耗能和阻力，甚至影響航行安全。所以船隻通常運作一段時間就得要進行進行船體傾倒檢修(Careening)，然後去移除掉這些表面附著生物，人們也常稱呼這類生物為『水下汙垢生物』。在風帆時期有的時候人們甚至會因為正在清理這些生物而來不及投入戰鬥因而延誤戰情或是無法趕上貿易的船期等等。後來隨著船隻越做越大，材質也鐵殼化之後，這類生物其實仍然有大批依舊如影隨形，要清除牠們可並沒有變得比較簡單。小型漁船固然能夠運用相對簡單的起重設備將船隻吊到地面，然後用高壓水槍和刮除器具去清除那些生物。但是更大型的戰艦與貨輪則非常麻煩，往往要花很長的時間清除，同時清理後還需要重新除鏽與補漆等等。
雖然二十世紀以來各類氧化銅、氧化汞、三丁基錫等毒性塗料被製造出來以降低這些固著性生物的生長，但是這當中的有毒物質也常會逐漸滲透到海水並影響海洋的生態環境，像是三丁基錫就是近幾年研究相當多而惡名昭彰的環境荷爾蒙。所以很多科學家也一直設法研究新式的技術試圖以較不破壞環境但又有效的方法來防堵這些固著性生物。
圖片：美國麻州新伯福(New Bedford)一艘老捕鯨船正在進行船體傾倒檢修(Careening)，由 F. S. Cozzens繪製並於1882年12月在《哈珀周刊》(Harper's Weekly)上發表的木版畫。
這些固著性生物能夠附著在船體，當然也在於牠們長期演化適應所發展出的特殊生理機能，像是藤壺就具有超強的藤壺膠，在人類船舶出現以前，海龜和鯨魚就常常是被牠們所附著的苦主。而且一旦固著便難以取下。而那些藻類和貝類也都不是省油的燈，畢竟在茫茫大海當中，能夠有附著生長的地方當然是拚力爭取啦！就連我們常吃的牡蠣，其實也常常作為船底附著生物。有些科學家開始從船體表面的微觀結構著手。像是中興大學材料科學系的研究團隊在近幾年發現蛙類雖然生活在潮溼環境中，但皮膚卻經常能保持清潔。於是透過顯微鏡將蛙類皮膚放大三萬倍後發現，青蛙表皮的許多丘狀突起配合其遍布點狀或溝槽等微米結構。這類皺褶曲面上的孔洞溝槽，能夠有效抗汙、防堵藻類附著，還能夠還有助於儲存、滯留皮膚分泌出的潤滑液。研究團隊也獲得啟發，以高分子合成技術製造出具有仿生效果、佈滿奈米孔洞的微米級皺褶塗層，並將矽油等潤滑液注入塗層表面，可形成穩定又長效的仿蛙類皮膚滑溜表面。而研究團隊仍在持續進行後續試驗，希望未來這項技術有助於航海船隻表面結構的改進，並讓船舶塗料能夠更為做到環境友善。
海洋固著性生物所製造的膠黏物質固然常常是航海的大敵，但我們也應該以牠們為學習的借鏡。去年麻省理工學院(MIT)的研究團隊就以藤壺的藤壺膠成分為靈感，成功設計出一個更為有效的止血膠，能夠有助於改善我們的急救醫學。藤壺會同時分泌疏水的油狀物與蛋白質構成的黏膠，並運用這兩種液體相互的作用讓自己穩固地黏在目標物。麻省理工學院的研究團隊將過去開發的醫用黏合劑為基礎進行改良。調整成分，由聚丙烯酸組成的止血膠，包裹有機化合物 NHS 和殼聚醣（Chitosan）來增加黏著效果，之後將材料切薄冷凍並磨成微粒，最後將顆粒倒入醫用矽油（矽利康油）。實驗發現運用在老鼠和豬的傷口比現行的止血劑效果更好，還能隨著組織癒合，並且有助於填補不同形狀的傷口。2011年牛津研究團隊還曾經發現了一種學名為Crassicorophium bonellii的蝦子，能夠運用兼具藤壺膠和蜘蛛絲特性的絲狀物來固定牠用沙粒製造的巢。能同時帶有黏性並且抗鹹水。
而人類對於船蛆的長期研究也從中獲得相當多的知識，像是船蛆會依靠身體上共生的微生物來協助牠們消化包括木材在內的船艙材料，透過船蛆的研究也讓人們在微生物方面有了更多的認識。而其中巨船蛀蛤（Kuphus polythalamia）這種大型的船蛆棲息於民答那峨島附近富含硫磺的潟湖當中，由於所生活的環境與其他船蛆大異其趣， 因此也逐漸脫離其祖先原先攝取木材維生的生活型態，轉而依靠可利用硫化物的細菌來獲取能量。船底生物固然數百年來都常常讓人類很著惱，但是實際上牠們也還是給予我們相當多的啟發，我們也仍然需要持續向大自然學習。
參考引用資料：
1.麻省理工研發藤壺生物膠 可 15 秒極速止血 ─ezone https://ezone.ulifestyle.com.hk/article/3031117/麻省理工研發藤壺生物膠++可+15+秒極速止血
2.解開深海謎團的巨大船蛆─國家地理 https://www.natgeomedia.com/environment/article/content-2990.html
3.科學1點看新聞─青蛙皮膚 讓船底乾淨不沾 ─國語日報 https://www.mdnkids.com/content.asp?sub=9&sn=4818
4.有機錫對海洋環境的影響─科技大觀園 https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000003/detail?ID=9f5eac57-7c5a-4b9a-8884-fbdde6dc1ec2
5.為什麼輪船底部總是漆成紅色？─臺北市立圖書館兒童電子圖書館小博士信箱 http://kids.tpml.edu.tw/sp.asp?xdurl=DR/library03_1.asp&id=31228&mp=100
6.能「吐絲」的蝦子─泛科學 https://pansci.asia/archives/9585
7. Careening. (2022, April 4 ). In Wikipedia, the free encyclopedia. Retrieved August 3, 2022, from https://en.wikipedia.org/wiki/Careening
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