海洋科普

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鮟鱇鱼

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Anglerfish

鮟鱇鱼的发光“灯泡”

并非只为捕食

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鮟鱇鱼发光“灯泡”或与求偶有关!▼

Anglerfish

在幽暗深邃的海洋底层,鮟鱇鱼标志性的头部发光诱饵一直被视作捕食利器。但最新研究发现,这盏深海“小灯泡”的核心演化意义或许并非只为觅食,更重要的作用是帮助雌雄个体完成配对繁衍,成为鮟鱇鱼种群在深海生存繁衍的关键助力。

图源:ALEX JOHN MAILE

并非所有鮟鱇鱼都具备发光能力,这一特殊构造是雌性鮟鱇鱼的专属特征。雌性个体依靠头部特化的细长棘刺,末端形成可摆动、能发光的诱饵结构,以此吸引周边猎物。而雄性鮟鱇鱼的身体构造与雌性差异极大,它们没有发光诱饵,体型也远小于雌性,头部拥有巨大腔室,可能就是用于探测雌性释放的气味信号,同时搭配一对硕大的眼睛,能够在漆黑深海中捕捉雌性诱饵发出的微弱光亮,精准定位配偶位置。

长久以来,学界普遍认为,雌性鮟鱇鱼的发光诱饵主要用于诱捕猎物。但结合演化研究来看,这一特殊构造的最初演化动因,大概率是为了适配深海求偶需求,帮助雄性在无光的深海环境中精准找到雌性个体,捕食只是其衍生功能。

研究人员发现,在雌鱼的诱饵演化出生物发光能力后不久,深海鮟鱇鱼物种便开始繁荣,这表明这种光亮可能帮助它们在进入黑暗深海环境后更顺利地繁殖。(Science | 参考文献:Ichthyology &Herpetology 论文)

美国莱斯大学的Kory Evans认为,这种推测合乎情理。“关于深海鮟鱇鱼的一个令人费解的问题是,体形娇小的雄鱼是如何在广阔的黑暗海洋中找到配偶的。”他表示,配偶间有效的交流很可能塑造了深海鮟鱇鱼的多样化,而雌鱼的诱饵为潜在的追求者提供了一盏指路明灯。

图源:fishbiosystem.ru

生物发光是海洋生物典型的演化特征,在海洋生态系统中多次独立演化,且用途各不相同。在浅海海域,部分鱼类依靠躯体发光实现光影伪装,让腹部光线与海面透光融为一体,规避天敌捕猎;鱿鱼、深海蠕虫等生物遭遇危险时,会喷射发光化学物质干扰天敌、完成避险;对于多数甲壳类及海洋生物而言,生物发光是种群内求偶交流的重要方式,而鮟鱇鱼的发光演化逻辑,与这类生物的求偶适配性高度契合。

论文作者、美国堪萨斯大学的Alex Maile被鮟鱇鱼的发光诱饵深深吸引。此前,他在美国圣克劳德州立大学研究了鮟鱇鱼的进化史,利用DNA和鱼类的解剖特征,构建了近74个现存属的家谱,并通过测量博物馆标本进行了验证。其中13件化石帮助确定了不同群体的最早进化时间。

“最让我震惊的是诱饵形态的多样性。”Maile回忆道。研究溯源发现,鮟鱇鱼的诱饵结构最早诞生于约7200万年前的浅海种群,初始形态仅为棘刺末端可摆动的简单球体,且不具备发光能力。后续随着种群迁徙,约3400万至2300万年前,部分鮟鱇鱼逐步迁入开阔深海海域,其诱饵结构内开始寄生共生的发光细菌,正式演化出生物发光功能。

图源:Paolo Bernini | iNaturalist | CC-BY-NC

鮟鱇鱼

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论文作者、圣克劳德州立大学的Matthew Davis注意到,拥有发光诱饵的鮟鱇鱼的棘刺通常比不发光的物种长3倍。研究人员分析,更长的棘刺属于关键演化优势,能够将发光诱饵与自身躯体远距离分隔,避免自身轮廓、巨口与尖牙被光线暴露,在利用光亮吸引猎物和配偶的同时,完美隐藏自身躯体,大幅提升捕猎成功率与生存概率。

图源:海洋世界文化无限

鮟鱇鱼

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相较于捕食功能,学界更倾向于认为,发光诱饵的核心演化价值体现在繁殖层面。雄性鮟鱇鱼无诱饵、体型微小,却拥有极致适配寻偶的感官系统:头部特化的大型腔室可精准感知雌性释放的信息素气味,超大眼球能高效捕捉微弱光源。正是发光诱饵的出现,直接推动了种群的快速分化与繁盛。

看似浪漫的深海微光背后,鮟鱇鱼的繁衍方式却十分特殊。雄性鮟鱇鱼找到雌性配偶后,会永久吸附在雌性躯体上,依靠雌性的血液维持生命。在此过程中,雄性的脑部、大部分内脏器官会逐步退化消亡,仅保留生殖器官。繁殖期时,雌性将卵子排入海水,雄性同步释放精子完成受精。

尽管这看起来很诡异,却行之有效。“这一物种的进化可能源于诱饵所产生的性吸引力。”Maile说,“这正是整个过程有趣又奇特的地方。”

原标题:《海洋科普 | 鮟鱇鱼的发光“灯泡”:并非只为捕食》

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