事实如此浪漫

这只动物用它自己发光的头来隐藏

夏威夷短尾乌贼(Euprymna scolopes 玛格丽特·麦克法尔·倪

l光线引起注意。聚光灯告诉我们舞台上什么是重要的,或者照亮逃跑的罪犯。电影院里智能手机发出的光芒很快暴露了主人的不当行为。光明揭示了隐藏在黑暗中的东西。通常

夏威夷短尾乌贼(Euprymna scolopes)采用了一种伪装策略,将经典的光与暗的比喻颠倒过来。这种手掌大小的软体动物昼伏夜出,生活在世界各地的浅水区,在黑暗的掩护下捕食虾类。但阴影往往是乌贼的祸根。即使在最黑暗的夜晚,它的身体也阻挡了渗透到它周围水域的月光和星光,留下了一个从下面可以看到的八条腿的剪影——这是那些学会了在海底巡航向上看的捕食者所利用的线索。不过,乌贼有一种聪明的防御方法:在几乎漆黑的环境中,它们进化出了一种最违反直觉的伪装方式——发光。

夏威夷的尾鳍鱿鱼发出一种能遮蔽夜空的光。对下面的掠食者来说,鱿鱼和其他昏暗的水混合在一起。“这就像是一种克林贡隐身装置。”威斯康星大学的研究人员Margaret McFall Ngai说。Euprymna scolopes几十年了。

光的产生是一项棘手且耗费能源的努力。对鱿鱼来说幸运的是,他们成功地将工作外包出去了。一种发光的细菌叫做弧菌fischeri与鱿鱼建立了共生关系微生物提供人造星光的光子;鱿鱼除了提供一个安全的生活场所外,还提供一种糖和氨基酸溶液来喂养细菌。

麦克福尔-恩盖实验室的研究表明,乌贼有一种非凡的方法来确保它的光线持续发光。细菌很难发光,就像乌贼一样。“发光是昂贵的。大约是细菌细胞代谢潜能的5%这是很多,”McFall-Ngai说。由于产生光对细菌来说是如此的费力,她和她的团队希望找到吃白食的细菌——利用乌贼但不产生任何光子的细菌。他们发现没有。事实上,当研究小组将发光基因敲除后弧菌fischeri所以,他们从来没有点燃后,鱿鱼将燃烧的细菌冲出体外。懒虫没有得到任何奖励,更令人印象深刻的是,这种软体动物可以分化,直至单个细胞,其共生体中的哪一个维持着他们的交易,并且只赶走骗子。

夏威夷短尾乌贼具有探测吃白食者的非凡能力,这是因为乌贼体内有一种独特的结构,叫做“光器官”,细菌就住在这个结构里。当McFall-Ngai和她的团队检查光器官组织时,他们发现了一些不同寻常的东西:它包含了许多通常与眼睛有关的组织类型。其中最重要的是含有类似视网膜的光敏蛋白的组织。当细菌发出荧光时,光器官就会检测到光子,并让乌贼知道它的房客正在支付租金。乌贼的全视内眼注视着,以确保自己没有被欺骗。

放大后的夏威夷短尾乌贼的光器官显示出个体V.菲舍里细胞 Eric Stabb,佐治亚大学

起初,乌贼似乎在很大程度上控制着它与其他物种的共生关系弧菌fischeri。McFall-Ngai实验室的最新研究这表明两者之间的关系更为复杂,而且微生物的操控能力可能比任何人意识到的都要强。

新的研究表明,生活在乌贼体内的细菌不仅为它提供了星光伪装,还影响了它的生物钟。鱿鱼(和其他动物)中一组被称为隐色素的光敏蛋白已被确定为昼夜节律的关键调节器。麦克福尔-恩盖实验室的博士候选人伊丽莎白·希斯-赫克曼(Elizabeth Heath-Heckman)发现,隐色素是由两种被称为Cry1Cry2.她还发现Cry2表情对来自弧菌fischeri,而Cry1循环响应环境光。就像如何深夜盯着智能手机屏幕会让你的身体误以为还在白天细菌通过产生的光来控制宿主的生物钟。“通过影响隐花色素,共生体有能力改变受其控制的所有下游基因的转录[活性]基因,”Heath-Heckman说。这可能会对乌贼产生重大影响;据估计,在某种程度上,有多达10%的基因是由昼夜节律控制的。目前,尚不清楚细菌或乌贼是否从这种变化中受益,或者这只是它们共生关系的奇怪结果。

希斯-赫克曼发现共生细菌可以影响寄主的昼夜节律,这是同类研究中的第一个发现,后来也得到了证实其他实验.对微生物群如何影响宿主健康的认识还处于初级阶段,但我们已经知道微生物对一切都有深远的影响免疫系统开发维生素的新陈代谢.看起来它们的天赋还延伸到给宿主提供隐形装置和不同的内部时钟。


David Shultz是一名自由科学记者,专攻生物科学和传染病,目前正在波士顿大学攻读科学新闻学硕士学位。

3评论-加入讨论