这种鱼不仅用眼睛看东西它还用皮肤看东西
几年前,生物学家洛里·施韦克特 (Lori Schweikert)在佛罗里达群岛钓鱼时,遇到了一种不寻常的快速变化行为。她卷起一条叫做猪鱼的尖嘴珊瑚鱼,并将其扔到船上。但后来,当她把它放进冷藏箱时,她注意到了一些奇怪的事情:它的皮肤呈现出与船甲板相同的颜色和图案。
猪鱼是从北卡罗来纳州到巴西的西大西洋的一种常见鱼类,以其变色的皮肤而闻名。该物种可以在几毫秒内从白色变成斑驳的再到红棕色,与珊瑚、沙子或岩石融为一体。
尽管如此,施韦克特还是感到惊讶,因为这条猪鱼虽然已经了,但仍然继续伪装。这让她想知道:猪鱼是否可以仅使用皮肤而不依赖眼睛和大脑来检测光?
“这为我打开了整个领域的大门,”施韦克特说。
在接下来的几年里,施韦克特开始在杜克大学和佛罗里达国际大学担任博士后研究“皮肤视觉”的生理学。
2018 年,Schweikert 和杜克大学生物学家 Sönke Johnsen 发表的一项 研究 表明,猪鱼携带一种称为视蛋白的光敏蛋白基因,该蛋白在皮肤中被激活,并且该基因与在它们眼睛中发现的视蛋白基因不同。
人们发现从章鱼到壁虎等其他变色动物的皮肤也能产生光敏视蛋白。但他们究竟如何使用它们来帮助改变颜色尚不清楚。
“当我们在猪鱼身上发现它时,我看着 Sönke 说:为什么皮肤里有一个光探测器?” 现任北卡罗来纳大学威尔明顿分校助理教授的施韦克特说道。
一种假设是,光感皮肤有助于动物了解周围环境。但新的发现表明了另一种可能性——“他们可能用它来看待自己,”施韦克特说。
在 8 月 22 日发表在《自然通讯》杂志上的一项研究中,施韦克特、约翰森和同事联手仔细观察了猪鱼的皮肤。
研究人员从鱼身体的不同部位采集了皮肤碎片,并在显微镜下拍摄了它们的照片。
近距离观察,猪鱼的皮肤看起来就像一幅点彩画。每个颜色点都是一个称为色素细胞的特殊细胞,其中含有、电影 或黑色的颜料颗粒。
正是这些色素颗粒的运动改变了肤色。当颗粒遍布细胞时,颜色显得更深。当它们聚集成一个难以看到的小点时,细胞就会变得更加透明。
接下来,研究人员使用一种称为免疫标记的技术来定位皮肤内的视蛋白。他们发现,在猪鱼中,变色的色素细胞不会产生视蛋白。相反,视蛋白存在于它们正下方的其他细胞中。
用透射电子显微镜拍摄的图像揭示了一种以前未知的细胞类型,就在色素细胞下方,充满了视蛋白。
施韦克特说,这意味着照射到皮肤的光必须首先穿过充满色素的色素细胞,然后才能到达光敏层。
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