圖片:自十九世紀就開始被研究的鮟鱇魚(圖片引自維基共享資源)
作者:嚴融怡
鮟鱇魚一直都是謎樣的魚類。牠們很有趣,大多數雌性鮟鱇魚會從頭頂延伸出一根類似釣魚竿的結構。並且在釣魚竿的末端會有一個發光器。一群在海洋當中帶著發光器吸引獵物的魚類。早在十九世紀,科學家就開始研究鮟鱇魚,並把牠們歸類在棘茄魚亞目(Ceratioidei)這樣的分支系統。不過讓科學家困惑一百多年的是。牠們始終找不到這類魚種的雄魚。直到1920年代,距離第一隻鮟鱇魚進入科學記錄後差不多整整一個世紀。整件事情才開始變得明朗起來。1922年,冰島生物學家比尼亞(Bjarni Saemundsson)發現了一隻詭異的雌性鮟鱇魚,她的身上有兩條較小的魚透過牠們的口鼻部附著在她的腹部。他認為這可能是一位母親和她所攜帶的兩個幼兒,但又對此安排感到困惑。『我不知道幼蟲或年輕幼體如何或何時附著在母親身上。我不敢置信這些雄魚會把卵繫在雌魚上。這仍然是未來研究者所要解決的難題。』他在報告上這樣寫道。
後來,1924年在英國自然史博物館(British Museum of Natural History )工作的查理‧泰特‧羅根(Charles Tate Regan)才找到了問題根源。當他解剖附著小魚的母鮟鱇魚時,他意識到這不是一個不同的物種,也不是眼前這個魚類女性的孩子在啃老。這類小魚應該正是她的伴侶─人類已經尋找了一百多年的鮟鱇魚雄魚!在這項新發現之後,人類才開啟了關於鮟鱇魚特殊的寄生關係─在鮟鱇魚雄魚成年後,牠的消化系統就會逐漸退化,並且日趨退化身上的器官,必須完全依靠寄生在母魚身上存活與日後完成交配。鮟鱇魚的研究此後持續進行著。從分類到生態等等,而且鮟鱇魚及其親戚的家族型態多變,不是全都生活在深海,有的住在珊瑚礁,像是奇形怪狀的躄魚們是鮟鱇魚重要的親戚。接著科學家開始持續透過實地的觀察檢驗過去有關鮟鱇魚發光器的功能假說以及解構鮟鱇魚發光器的發光原理。
根據2019年10月1日 (UPI報導)─新的研究顯示,鮟鱇魚長柄發光器的燈光其實是由周圍海水中的細菌進行生物發光所點亮的。儘管這些細菌是從海洋中所獲得的,但它們卻無法自行生存。 『在我先前完成的研究工作當中,我們發現對於深海鮟鱇魚的共生生物,這類細菌已經歷了基因組減少;它們丟失了許多基因,這顯示它們可能專門依賴於宿主。』康乃爾大學(Cornell University)微生物學助理教授托瑞亨德利(Tory Hendry)在新聞稿中表示說。在宿主生物中度過大部分或全部生活階段的細菌通常具有收縮的簡化基因組。細菌脫掉了它們使用於宿主所提供功能的基因片段。
科學家們想找出鮟鱇魚如何獲得協助牠們發光的獨特細菌。研究團隊從六個不同的鮟鱇魚科中收集了七個物種。並調查了這些魚的DNA以及牠們發光器當中細菌的DNA。其中六種鮟鱇魚共享了相同種類的生物發光細菌,而第七種鮟鱇魚則具有特殊的細菌種類。
儘管這六種具有相同細菌的鮟鱇魚是從墨西哥灣到維德角群島(Cape Verde islands)等不同地方所捕獲的,但它們共生細菌的DNA卻有99%是一致的。亨德利表示:『唯一的解釋是,這些鮟鱇魚牠們必須從環境族群中吸收這種共生生物。』 共生體通常會從父母傳給後代。 其結果是細菌和宿主共享獨特的演化譜系─可以在牠們共同演化的DNA當中找到遺傳史。 但是,本週發表在《eLife》期刊上的最新分析卻顯示鮟鱇魚及其細菌之間並沒有這樣的歷史。 亨德利說:『你們只要看一下就可以發現牠們之間並沒有這樣的模式。』
根據先前的研究,在桿狀附肢末端的燈泡成熟後,鮟鱇魚會在生活史較晚的時候才獲得其生物發光細菌。科學家推測,鮟鱇魚會在海洋中噴出這種細菌來維持一個共有的族群,這是子孫後代可以用來作為照明燈使用的材料。但是這些共生細菌又要如何在開放海域中單獨生存呢?研究團隊認為這種細菌的顆粒類似於稱為PHB(聚-β-羥丁酸,poly-β-hydroxybutyrate)的分子。細菌生產並使用PHB來儲存碳和葡萄糖(一種緊急食物的儲藏處)。 這些細菌如果發現自己沒有宿主,它們可以利用它們儲藏的食物暫時維生。
亨德利說:『這些細菌它們確實處於停滯狀態的時間很長,實際上並沒有做太多有的沒的,而只是形成一個塊狀,直到找到寄主為止。』
翻譯引用資料:
1.The Horrors of Anglerfish Mating
http://mentalfloss.com/article/57800/horrors-anglerfish-mating
2.Anglerfish lamps lit with bioluminescent bacteria from the ocean
3.Watch first-ever footage of living anglerfish
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