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皮膚黏液護身 小丑魚不怕海葵毒刺

小丑魚和海葵有共生關係。圖/法新社、美聯社

 

小丑魚能安然在海葵刺絲中活動。圖/法新社、美聯社

 

海葵幫小丑魚禦敵,小丑魚幫海葵清理寄生蟲。圖/法新社、美聯社

 

海葵觸手上的刺絲是防禦機制。圖/法新社、美聯社

 

編譯/潘楠慕

在絢麗的珊瑚礁生態系統中,小丑魚和海葵被廣泛視為是生物共生的一的經典例子,不過,小丑魚為何能悠游於海葵有毒的刺絲之間而毫髮無傷,沖繩科學技術大學院大學(OIST)與國際研究團隊合作,解開其中奧秘,關鍵就在小丑魚皮膚黏液中的一種糖分。

這份研究指出,小丑魚與海葵的共生關係,已經使其演化出能夠在皮膚黏液中,維持非常低量的「唾液酸」(sialic acid),能夠避免觸發海葵刺絲囊(nematocyst)的攻擊反應。海葵身上黏液也缺乏這類糖分,避免誤傷自己,這意味著,小丑魚或許是透過模仿宿主的化學特徵,使用類似的策略,保護自己。

唾液酸廣泛存於大多數有機生物中,在細胞之間辨識與訊號傳遞上,扮演重要角色。過去的研究已經發現,這類分子能促使海葵釋放刺絲細胞。

研究團隊分析多種魚類的黏液樣本,發現小丑魚腦、腸等內臟器官,會有一定量的唾液酸,但是皮膚黏液保護層中的這類物質,含量卻非常低。

有意思的是,研究顯示,小丑魚成長階段與唾液酸含量變化,有正相關關係,幼年期唾液酸濃度與一般魚類相近,這時期的小丑魚,若靠近海葵仍會被螫傷,但是待其成長到長出白條紋階段,其皮膚黏液中的唾液酸也隨之驟降,這時牠們已可安全地在海葵群中生活。

研究也發現,幼年期會短暫與海葵共生的另一種魚類「三斑圓雀鯛雀鯛」(domino damselfish),幼魚唾液酸濃度也明顯低於非共生魚類,這一點顯示,不同種類的魚,都演化出類似的調適性,以利與海葵共生。

這份研究報告在《BMC生物學》(BMC Biology)期刊發表。研究團隊提出兩種假說,解釋小丑魚如何維持低唾液酸濃度:一種是牠們的黏液細胞會大量產生削減唾液酸的酵素,或者黏液中的共生細菌會分解這些糖分;第二種是小丑魚與海葵共居一段時間後,身上的菌落也會趨於相似,這一點有先前的研究支持,也顯示微生物可能在共生關係中扮演重要角色。

沖繩科學技術大學院大學海洋生態演化與發展中心(Marine Eco-Evo-Devo Unit)主任洛德(Vincent Laudet)說,這項發現只是複雜的共生關係一部分,「除了化學適應性,魚鱗厚度、物種間的營養交換,以及可能包括海葵本身的生理調整,也都是雙方能和平共處的重要因素」。

未來研究團隊將試圖「反轉」這套機制,讓小丑魚重新對海葵刺絲敏感,或者讓非共生魚類,能夠能耐受海葵毒刺,以驗證唾液酸防禦機制。

03 11 2025

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