鮭科魚類的洄歸母川

鮭科魚類具有洄歸母川的特性，仔稚魚銘記出生母川的某些特殊因子進行降海行動。成魚為了繁殖，仰賴這種特殊因子，以極高的準確率選擇母川上溯。國外學者多以鮭魚在海洋的洄游行為，以及識別母川的嗅覺機制為題材進行研究。由於善用鮭科魚類洄歸母川的特性，已成功地建立鮭鱒魚類的人工孵化及放流事業，如今是重要的水產資源。不過，在鮭科魚類洄歸母川的機制中依然有許多疑點，是水產及生物學上的大謎題。

本文回顧許多研究者的結果，以從北冰洋洄歸到北海道母川的白鮭、樺太鮭、紅鮭，和棲息在北海道洞爺湖和支笏湖的陸封型紅鮭與櫻鮭為模式魚種，簡介這些魚類洄歸母川的機制，包括動物行為、繁殖生理的研究，以及感覺與神經生理學方面的發現，並提出今後的展望和研究方向。

動物行為學的研究

科學家在白令海的白鮭魚身上裝上螺旋漿式資料記錄器，研究由白令海洄游到北海道沿岸，耗時 67 日全長共 2,760 公里的旅程中，白鮭的游泳速度、棲息水深及周遭水溫。他們發現白鮭的平均泳速是每秒 0.62 ± 0.12 公尺、游泳深度在水面下 10.2 ± 12.5 公尺、周遭水溫是攝氏 9.2 ± 0.2 度。

白鮭從北冰洋往北海道的洄游旅程中，白天在 15 ~ 36 公尺的水深處，重複進行每小時 8.6 次的上下移動，夜間在 0 ~ 20 公尺的水深處，幾乎不做上下起伏運動，邊索餌邊洄游。研究發現，白鮭幾乎能以直線航行來進行洄歸。鮭魚若要在大海中正確航行，應具備認知位置的能力，以及有羅盤與時間（生物時鐘）的觀念。

由於在北冰洋追蹤鮭魚是件十分困難的事，科學家以在北海道洞爺湖的陸封型紅鮭和櫻鮭為研究對象，在兩者洄歸母川的過程中，妨礙其感覺機能，並運用超音波遙測技術追蹤其游泳行為。紅鮭能從湖中央直接洄歸到出生的孵化場，利用視覺做直線方向定位。即使對魚體的磁場感知器官加以干擾，也不會影響其直線洄歸行為。櫻鮭則利用嗅覺和視覺沿著海岸洄游，邊游邊識別河川。

兩種魚類洄游行為模式不同，可能與鮭魚的演化時間長短有關。櫻鮭的全球地理分布區域狹窄，僅限於太平洋西岸，演化時間較早、較原始，因此櫻鮭需要沿著海岸進行洄游，才較有遇到母川的可能。而演化時間較晚、較進化、分布區域橫跨太平洋東西岸的紅鮭，則利用視覺來做方向定位，洄歸母川。此外，櫻鮭在產卵期遇到河水時，白天停留在躍溫層，夜間在表層，顯示有周日性，可能依照生物時鐘調整其溯河時機。

科學家更進一步改良超音波訊號收發系統，偵測個體發出的超音波訊號，開發出推定方位及處理各種資訊的控制系統，並設計能解析與顯示資料的遙控船，成功地在洞爺湖自動追蹤紅鮭的洄游行動。改良後的這些系統，定點設置時，也有可能進行水生動物三度空間的行為研究。