鮟鱇魚,成名很早。它們特有的捕食方式一直為人所津津樂道——改良的背鳍像一根釣竿,并能發光以為誘餌。
這些海中釣魚佬之是以能發光,依靠的是共生細菌。有足夠的證據表明,這些細菌是鮟鱇魚在後天成長中逐漸從海洋環境中取得的,要經過一段艱難的過程。
得到發光能力後,有關鮟鱇魚的共生故事還遠沒有結束。
深海角鮟鱇科(Ceratiidae)的物種們,進化出極端的兩性異形——比雌性小幾個數量級的雄魚與大得多的雌魚的聯體共生。
它們分别以幾種不同的方式達成同一個目的:“軟飯硬吃”。
軟飯硬吃
當科學家們第一次開始捕捉角鮟鱇魚類時,他們注意到所有标本都是雌性。并且,幾乎每一條個體身上都附着了似乎是寄生蟲的東西,少則一條,多則 7、8 條。
最終,生物學家确定,這些“寄生蟲”是雄性角鮟鱇。
作為對浩瀚深海的一種适應反應,角鮟鱇進化出了異種聯體共生。在深海中,兩種性别之間的相遇是罕見的,遇見了就不能放過。
為了傍住雌性,雄性角鮟鱇采取“軟飯硬吃”的政策——咬住它們遇到的第一位雌性。
咬入雌性的皮膚後,雄性角鮟鱇會釋放出一種酶來消化自己和“富婆”的皮膚,将兩者在血管水準上進行融合。
之後餘生裡,雄性通過“婚後共同财産”——共享的循環系統接收營養,依賴雌性宿主生存,并向雌性提供精子作為回報。隻要雌性還活着,它們就活着,并保持生殖功能。
花樣多多
2005 年版的《深海魚類研究》中記述着,不同種類的角鮟鱇魚分别進化出了不同的手段去迅速“捕獲”雌性。
一些物種的眼睛很小,不适合識别雌性,但出生時,雄魚就已經配備了非常發達的嗅覺器官,可以檢測水中的氣味;而另一些物種的鼻孔不發達,不太可能通過氣味有效地找到雌性,它們則有巨大而高度專業化的眼睛,這(可能)有助于在黑暗環境中識别配偶。
需要強調的是,軟飯硬吃的聯體共生并不是角鮟鱇魚唯一的生殖手段,在很多物種中,都隻是一種可選政策。
如果雄性在自身性腺還未發育成熟的時間點,就遇見了雌性,那麼就會采取“硬吃”咬死聯體共生一輩子的軟飯政策,類似“小童男找個成年女性”的機制。
而當雄性和雌性都成熟時相遇,已經觀察到,大部分角鮟鱇物種都存在正常交配産卵,然後分開的現象。
生物學家的假設是,這一切和環境食物是否匮乏,以及鮟鱇魚種群密度具有關聯性。它們自身以人類還不了解的方式去判斷應該采用傳統的魚類繁殖方式,還是遇見就一口咬死賴一輩子的手段。
聯體共生背後的免疫科學
聯體共生在自然界中,已知隻有角鮟鱇魚這一類例子。
但,在人類的實驗室裡,科學家們早在18世紀中期就開始人為的制造聯體共生——通過手術,将兩個活的生物體——大部分是實驗室大小鼠——連接配接在一起,形成一套單一的、共享的生理系統。
從倫理上,這些實驗相當"邪惡"。不過 200 多年來,此類實驗一直沒有停下。
畢竟,聯體共生實驗向人類提供了大量新陳代謝、輻射、老化與年輕個體之間的血液置換等等的研究資料,并轉化為了對人類有實際幫助的成果。(也成為了很多影視作品的邪惡靈感源泉,比如人體蜈蚣)
手術結合的實驗體壽命都極為短暫——個體之間免疫細胞的互相攻擊吞噬是一個典型的問題。是以,作為自然界中唯一存在的聯體共生,科學家們如獲至寶,把鮟鱇魚請進實驗室。
2021 年,研究表觀遺傳學和免疫科學的科學家對角鮟鱇科下的 10 個物種,共 31 條鮟鱇魚标本進行了 DNA 分析。
結果表明,所有的融合個體都缺少關鍵的免疫系統基因,具體來說,缺乏允許抗體成熟并産生 T 細胞受體的免疫系統密鑰。
多隻雄性可以與一隻雌性進行融合——不能産生功能性抗體和 T 細胞,這些抗體和 T 細胞通常可以擊退外來入侵者,并将個體自己的細胞與不熟悉的細胞區分開來。
不知何故,它們的免疫系統似乎以受損的形式允許共生,且不會受到其他不良影響。
寫在最後
更詳細了解鮟鱇魚如何駕馭這一技巧可以對人類世界産生重要意義,比如,打破輸血的限制、器官移植的排異等等,讓人體修複變得更加便利。
作者感謝你的關注(- _-)