何東垣Ho, Tung-Yuan

研究興趣

研究領域為海洋生物地球化學、化學海洋學、海洋環境變遷。 本實驗室最主要研究方向為微量金屬海洋生物地球化學 (Marine trace metal biogeochemistry),特別著重研究和生物相關的微量金屬在海洋及環境中的循環機制、探索這些金屬元素和浮游植物之間的互動、以及運用這些金屬元素及其同位素做為探索海洋物質循環過程的追蹤劑及替代性指標。 我們一方面在西北太平洋及其邊緣海進行了一系列的野外研究工作研究微量金屬在海洋中的來源、通量、及在海洋中的循環過程及機制,另一方面也利用實驗室浮游植物養殖實驗手段研究各式代表性浮游植物族群或藻類的微量金屬需求。目前實驗室著重以下四個研究主題: 微量金屬的供應(e.g., 鎳或鐵)如何調控海洋固氮藍綠菌固氮及產氫通量及機制研究、人為氣膠沉降對海洋微量金屬循環的重要性及其循環過程及機制、運用環境樣品(如海水、氣膠、浮游植物等)中金屬暨同位素組成探索微量金屬及物質循環過程、研究珊瑚共生藻的金屬需求及與水溫上升造成珊瑚白化成因的機制等研究議題。

代表著作

Wang, B.-S. and T.-Y. Ho* (2020) Aerosol Fe cycling in the surface water of the Northwestern Pacific Ocean. Progress in Oceanography doi: 10.1016/j.pocean.2020.102291.

Reich*, H. G., I. B. Rodriguez, T. C. LaJeunesse, and T.-Y. Ho* (2020) Endosymbiotic dinoflagellates pump iron: differences in iron and other trace metal needs among the Symbiodiniaceae. Coral Reefs doi: 10.1007/s00338-020-01911-z.

Liao, W.-H., S. Takano, S.-C. Yang, K.-F. Huang, Y. Sohrin, and T.-Y. Ho* (2020) Zn isotopic composition in the water column of the Northwestern Pacific Ocean: the importance of external sources. Global Biogeochemical Cycles doi: 10.1029/2019GB006379.

Tuo, S., I. B. Rodriguez, and T.-Y. Ho* (2020) H2 accumulation and N2 fixation variation by Ni limitation in CyanotheceLimnology and Oceanography doi: 10.1002/lno.11305.

Yang, S.-C., J. Zhang, Y. Sohrin, and T.-Y. Ho* (2018) Cadmium cycling in the water column of the Kuroshio-Oyashio Extension region: Insights from dissolved and particulate isotopic composition. Geochimica et Cosmochimica Acta doi: 10.1016/j.gca.2018.05.001.

Rodriguez, I. B. and T.-Y. Ho* (2018) Trace metal requirements and interactions in Symbiodinium kawagutiiFrontiers in Microbiology doi: 10.3389/fmicb.2018.00142. 

Liao, W.-H., S.-C. Yang, and T.-Y. Ho* (2017) Trace metal composition of size-fractionated plankton in the Western Philippine Sea: The impact of anthropogenic aerosol deposition. Limnology and Oceanography 52: 2243–2259.

Rodriguez I. B., S. Lin, J. Ho, and T.-Y. Ho* (2016) Effects of trace metal concentrations on the growth of the coral endosymbiont Symbiodinium kawagutiiFrontiers in Microbiology 7:82 doi: 10.3389/fmicb.2016.00082.

Yang, S.-C., D.-C. Lee, and T.-Y. Ho* (2015) Cd isotopic composition in the suspended and sinking particles of the surface water of the South China Sea: the effects of biotic activities. Earth and Planetary Science Letters doi:10.1016/j.epsl.2015.07.025.

Ho*, T.-Y. (2013) Nickel limitation of nitrogen fixation in Trichodesmium. Limnology and Oceanography 58: 112-120.

重要研究與突破

發現鎳在調控海洋固氮藍綠菌固氮速率及產氫量的重要性。 固氮作用為調控海洋物質生物地球化學循環的關鍵過程,了解影響海洋固氮作用的環境因子為海洋生物地球化學的關鍵課題之一。鎳為負責移除超氧化物的鎳超氧化歧化酶(superoxide dismutase)及調節氫氣循環的鎳鐵吸收氫化酶(uptake hydrogenase)中的必要輔助因子,運用微量金屬調控養殖技術(Ho et al. 2003),我們證實了鎳在部分重要海洋固氮藍綠菌固氮及產氫過程的必要關鍵角色(Ho 2013; Rodriguez and Ho 2014; Rodriguez and Ho 2017; Tuo et al. 2019);我們近期的研究發現鎳限制將導致部分海洋固氮藍綠菌的氫氣累積速率升高一個冪次以上 (Tuo et al. 2019),我們提出海水中生物可利用鎳的供應不足將降低海洋固氮藍綠菌體內氫化酶的表現並因此導致氫氣的累積及固氮速率的下降。 我們實驗室已從自行設計合成的抗體成功測定海洋固氮藍綠菌體內純化出之鎳超氧化歧化酶及鎳鐵吸收氫化酶的表現,目前正進行量化實驗,未來將運用該抗體探索野外鎳的供應及其他環境因子(e.g., 光或溫度)如何影響海洋中固氮藍綠菌的固氮及產氫速率。

證實人為氣膠沉降在西北太平洋及其邊緣海的表層水中微量金屬循環的重要性。 西北太平洋及其邊緣海接收到大量東亞因石化燃料燃燒所產生的人為氣膠(PM 2.5),我們在相關海域進行了一系列的野外研究以探索人為氣膠沉降對於微量金屬循環的重要性,透過海水、各式大小浮游生物、懸浮暨沉降顆粒、及氣膠樣品中微量金屬組成及比值的分布特徵證實人為氣膠為南海、西菲律賓海、黑潮、及西北太平洋表水諸多微量金屬的主要來源 (e.g., Ho et al. 2007; Liao et al. 2017; Liao and Ho 2018)。 人為氣膠沉降的衝擊不僅僅在微量金屬的循環,同時將對海洋中的浮游植物族群結構及物質循環產生深遠的影響。

運用微量金屬同位素組成探索海洋微量金屬及生物相關物質循環的追蹤劑。 微量金屬同位素組成為研究海洋生物地球化學及物理過程的有力工具,例如,Yang et al. (2018)在黑潮及親潮延伸海域的研究發現鎘同位素分化可以符合密閉式系統或是符合開放式系統的瑞利分餾模式(Rayleigh fractionation model),取決於物理或生地化過程對鎘分布的相對貢獻;Liao et al. (2020)的研究發現人為氣膠沉降對於全球海洋表水中的部分微量金屬元素及同位素組成的變異扮演關鍵角色,我們實驗室目前正進行一系列關於海洋各式樣品中鐵及鎳的同位素組成變化及分化機制的相關研究。

探索珊瑚共生藻的微量金屬需求。 我們運用微量金屬調控養殖技術系統性地探索珊瑚共生藻的微量金屬需求,已對其需求取得諸多基礎的認識(e.g., Rodriguez et al. 2016; Rodriguez and Ho 2017, 2018; Reich et al. 2020),我們發現珊瑚共生藻對於鐵及鋅具有極高量的需求,我們近期的研究顯示珊瑚共生藻鐵的需求量和海水溫度有密切相關,水溫上升時共生藻鐵內鐵的需求也顯著上升 (Reich et al. in prep.);我們現正預備進行含珊瑚之實驗室及野外實驗來證實海洋環境中生物可利用鐵的供應為影響全球暖化下珊瑚白化的重要因素。

2020暑期生實習感想

吳同學
我今年大三,希望藉由大學期間找尋自己未來的發展方向。這三年的暑假我都到不同的場域實習,而今年我選擇申請學術研究的實習地點-中央研究院 環境變遷研究中心。 中研院為我國學術研究的最高殿堂,可以說是台灣的知識命脈、台灣的大腦。 我非常幸運的錄取何東垣研究員的暑期研習計畫-珊瑚共生藻的金屬需求與海水溫度的變化。 主要在研究海水中生物可利用的微量金屬對珊瑚共生藻與白化機制的影響。 這兩個月的經歷卻跟以往實習大不相同,第一次接觸到許多貴重儀器、從疑惑中設計實驗,到最後看著自己的實驗結果並討論問題所在。 儘管這過程不輕鬆,卻也令我學習非常多,包括實驗精神以及更細膩的心思,最重要的是思考與解決問題的能力。兩個多月的時間,何老師在百忙之中仍然空出許多時間與實習生們聊聊且用心的指導我們。儘管只是實習,老師依舊很重視我們的過程與成果。讓我體悟到凡事都要用心看待才能有所成就。也因為這次經驗,發覺原來每個人的潛能真的可以被激發! 該實驗室不僅設備齊全、環境優良,實驗室的學長姐們也對我們非常好,相處起來很自然融洽,友善的學習環境使我這兩個月過得非常充實且快樂!

孔同學
我很開心可以來到中研院實習,非常謝謝何老師在眾多履歷中給予我機會來到貴實驗室實習。 這個暑假能來到這邊真的是不虛此行,除了老師花自己大量的時間親自帶領我探索科學的未知外,也能從學長姊身上學到很多技巧,像是實驗設計、實驗操作、方法的建立等等,更重要的是對研究的思考方式,我覺得自己的這些能力都有所進步。 也非常謝謝大家很有耐心地回答我實驗上的每一個問題,讓我在執行自己的實驗能更加順利與逼近真實情況。最後,如果沒有大家的幫忙,我自己真的不能在暑假期間完成自己的專題。

郭同學
一開始是因為大氣系朋友的推薦來到了環變中心,意外看到了何老師實驗室的珊瑚共生藻計劃,覺得很有趣,而且自己對環境、海洋生物等滿有興趣的,就抱著試試看的心態來申請,後來很榮幸的進到了這裡,因為自己本身是大氣系的,對生物及或化學的基礎領域知識都比其他實習生弱,來到這裡的第一個禮拜受到各種訓練,才知道什麼是真正的研究! 幾天內看完三篇論文還有資料查詢跟簡易的報告,讓從來沒進過實驗室的我走入另一個全新世界,後來漸漸上了軌道,開始設計自己想做的題目,與我的夥伴、老師、學長姐等一起討論,也謝謝這些人,從一進來就開始幫助我們,雖然實驗的過程中有許多失敗,例如第一次養珊瑚,隔天卻發現他們全部白化了,而自己也有很多做不好的地方,但也因為這些人,我的暑假好像就在這些跌跌撞撞之下成長了! 接近報告的這一個月其實是最辛苦的,害怕自己的實驗沒有一定的成果,每天弄到很晚甚至半夜還跑回實驗室,常常肚子很餓心情很差,但也很慶幸有周遭這些人,尤其是一起做實驗的夥伴,有時跟著他一起,就可以從中學到很多小技巧,一個一個關卡走過來,成果發表當天真的覺得自己長大許多。 仔細回顧起來,這個暑假真的做了不少事,無塵室、許多儀器等等,從第一次接觸的新奇,兩個月過後都變得熟能生巧,老實說我被學長姐們發現我的口頭禪是「好酷喔!」我自己本來只是一個大學生,從小認真唸書到長大,也沒見過什麼世面,所以對很多外面的事物跟環境都不熟悉,所以真的是一直不斷在探索,這個暑假除了研究及學知識方面的增長,也對未來、對自己有更多不一樣的摸索,也知道應該要用更嚴謹的態度去面對每件事情。除此之外,我很喜歡我們實驗室的氛圍,大家每天中午都會一起揪吃飯,這個暑假我很幸運遇到了整個實驗室的聚餐,不只如此,空閒的中午時間老師就會找大家打球運動一下,這個暑假我的籃球也因為被老師調教,進步了不少,實驗之餘運動也是讓人很喜歡的生活,最終實習結束老師也邀請我們一起去綠島行採樣,第一次嘗試這樣好幾個小時甚至接近一整天待在船上,雖然要忙,可是忙碌之餘我們還在海上釣魚,最後船長幫我們釣的魚煮了鮮魚大餐,挑Tricho的時候很有成就感,在綠島的時候要忙實驗相關得是真的比較辛苦,但看大家分工為了完成採樣跟實驗就覺得很感動,沒有要實驗的休息時間,大家聚在一起吃飯聊天,一切的一切真的都是很特別且愉快的日子! 最後當然要很謝謝老師,其實我去和其他在中研院的實習生朋友聊天的時候,他們都說很希望自己能多見見老師,真的很幸運覺得自己遇到一個花很多心思在我們身上的老師,雖然有時候會講一些比較直接的話,但這也才讓我們能夠真正的知道自己該改進的地方,清楚明白研究的這條路上,應該要是什麼樣子、什麼態度! 總而言之,我不會後悔這兩個月來到這裡實習,也覺得花在這個實驗室得時間與心思是超級值得的,所有的經歷都太難忘,謝謝所有身邊的人!

  • 博士後研究員
    美國 普林斯頓大學
    地球科學系 (2000~2003)
  • 博士
    美國 紐約州立大學石溪分校
    海洋科學研究中心 (2000)
  • 碩士
    國立台灣大學
    海洋研究所 (1994)
  • 學士
    國立中山大學
    海洋資源學系 (1989)

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