紫外线对地球上动物的影响

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1、紫外線對地球上動物的影響TheeffectofUVonanimals陳俊宏、莊淑君、陳昀國立台灣大學動物學系摘要近年來地球上空的臭氧層受到氟氯碳化物等的破壞，導致地球動物暴露於紫外線(UV)的照射量增加。紫外線依波長可分為UV-A(320~400nm)，UV-B(280~320nm)及UV-C(280nm以下)三種，雖然UV-A對生物的影響很大，但是地面UV-A的量不會因為臭氧的耗減而有顯著的改變，因此不涉及近來的環境變遷；UV-C對生物的傷害最大，但由於UV-C對大氣層的穿透力差，因此也少受到近來的環境變遷的影響。因此近來所探討紫外

2、線對動物造成傷害的主要對象是UV-B。UV-B會明顯減少浮游生物的數量，進而造成魚蝦數量的減產，或危害魚、蝦、蟹及很多水生動物幼年期的發育。再著，UV-B也會影響共生藻與珊瑚、海葵、水母等的共生關係。UV-B影響陸生動物的研究較少，主要以人類為主，紫外線已證實會引起人類的基細胞皮膚癌及扁平細胞癌，經估計若臭氧減少1%，地表的UV-B約增加2%，該變化會導致基細胞皮膚癌增加2-5%，扁平細胞癌增加4-10%。另外，一些化學物質會因紫外線作用產生光化反應進而增加對動物的致癌能力。再著，紫外線會影響人類免疫系統，當血液流經皮膚，被高量紫外線

3、照到，會抑制T細胞的形成，及淋巴球辨識外來抗原的能力。蚯蚓對紫外線很敏感，若以UV-B或UV-C照射，低照量會造成蚯蚓皮膚變黑，爬行緩慢，高照量則會致死。紫外線會影響細胞生理反應：如DNA吸收UV-B或UV-C後，常會形成thymidinedimer延緩DNA的功能，若DNA修補錯誤會造成細胞突變或死亡；紫外線會誘發細胞產生應急蛋白(stressprotein)；紫外線會影響proteinkinase的活性，進而造成細胞癌化、老化或死亡，因為proteinkinase是很多細胞生理反應的主要調控分子。紫外線對地球上動物亦有益處，譬如紫

4、外線可以殺菌，幫助人類細胞製造維他命D，幫助昆蟲找尋獵物，幫助植物引誘昆蟲來受粉，也有助於深海蝦類的視覺功能等，但整體而言，紫外線對動物的傷害大於益處。前言紫外線是太陽輻射而來，太陽輻射的波長在400~730nm之間的稱為可見光，大於730nm的稱為紅外光(infra-redwave)，小於400nm的稱為紫外線(ultra-violetwave;UV)，因為波長較可見光中波長最短的紫色光更短，故名之，紫外線又可分為UV-A(320~400nm)，UV-B(280~320nm)，UV-C(280nm以下)三種。太陽輻射能量中多集中在可

5、見光波段，紫外線只佔10%的能量，在地面觀測的大部份紫外線能量多屬UV-A波段，能量隨波長緩慢下降，至UV-B時以指數方式急速下降，UV-C的波段能量則趨近於零，原因是因為UV-C對大氣層的穿透力差，在高空就被吸收或反射，因此雖然UV-C對生物的殺傷力大，但自然狀態下對地球上動物的生存影響不大；UV-A和Uhttp://pck.bio.ncue.edu.tw/pckweb/database/data2/ck/senior/ch1/1-1/supply/y1.htmV-B都可到達地面，UV-A對大氣層的穿透力與臭氧層厚薄無關，但當大氣臭

6、氧層變薄時，穿透大氣層的UV-B即會明顯增加（趙、林，1988），因此近年來地球上空的臭氧層受到氟氯碳化物等的破壞，導致全球地面紫外線增加的主要對象是指UV-B。紫外線對水生動物的傷害水生動物尤其是無脊椎動物，很多是在夜間活動，是因為對紫外線傷害的修復能力差所以在夜間活動，或是為了適應其他環境因子所造成，仍待研究。例如：吳郭魚大多在水表層活動，經研究牠們的細胞對紫外線造成DNA傷害的修復能力極佳（張，1984），反之，泥鰍多生活於泥水中，而牠們的細胞對紫外線相當敏感（林，1986）。紫外線會對很多水生生物造成傷害是不爭的事實，一般認為

7、水生生物對紫外線的防護較陸生生物差，有些動物會因為紫外線照度增加，無法忍受而死亡。浮游生物在生態上屬於生產者，是魚蝦的食物來源，但UV-B的增加會造成浮游生物量明顯下降(Holm-Hansenetal,1993)，間接造成魚蝦的減產；紫外線也會直接影響魚、蝦或青蛙等水生動物的胚胎發育(SavageandDanilchik,1993)；有一些珊瑚、海葵或水母會由共生藻或食物中獲得吸收紫外線的物質mycosporine-likeaminoacids(MAAs)，可避免紫外線造成傷害(BanaszakandTrench,1995a;Bana

8、szakandTrench,1995b)。水生的絲蚯蚓(Tubifex)對UV-B和UV-C也相當敏感，只要UV-B或UV-C的照度稍稍增加，即會造成絲蚯蚓大量死亡(SoniandJoshi,1997)。紫外線對陸生動物