为什么小丑鱼不会被海葵蜇伤？海洋生物学家解开百年谜团
站长云网小丑鱼与海葵之间的共生关系是自然界中最著名的互惠关系范例之一。科学家们现在解开了一个世纪之谜：小丑鱼如何避免被宿主的毒触手蜇伤。冲绳科学技术研究所(OIST)的研究人员与国际合作伙伴合作发现，海葵鱼已经进化到能够将皮肤粘液中的唾液酸保持在极低的水平。这可以防止刺丝囊（海葵的刺细胞）的激活。
这项研究发表在《BMCBiology》上，还发现海葵自身粘液中缺乏这些糖化合物，这很可能是为了防止自刺。这表明小丑鱼采用了类似的生化策略，使它们能够安全地生活在宿主中。
合了多种方法，包括糖生物学（研究糖）和转录组学——研究生物体基因组产生的所有RNA分子以了解基因表达和调控。研究人员测量并分析了小丑鱼和非共生雀鲷物种的粘液样本，使用先进技术分离和分析混合物的成分（液相色谱法）。
唾液酸是大多数生物体中天然存在的重要糖分子，在细胞间相互作用和蛋白质通讯等细胞过程中发挥重要作用。先前的研究表明，这些分子可以触发海葵刺细胞的释放。非常有趣的是，科学家发现，虽然小丑鱼的大脑和肠道等内脏器官中保持一定水平的唾液酸，但它们已经进化到与非共生雀鲷相比，其保护性粘液层中的唾液酸含量非常低。
他们还研究了一种独特的多米诺雀鲷案例，这种鱼幼年时可以与海葵共存。他们发现，这些鱼在幼年阶段的粘液中唾液酸水平也会降低，这表明不同物种已经进化出类似的适应能力，以实现与海葵的共生。
一个特别有趣的发现是唾液酸水平与海葵鱼发育阶段之间的相关性。尚未准备好与海葵共存的幼鱼唾液酸水平正常，如果接近海葵就会被蛰伤。然而，当它们变态并长出其特有的白色条纹和亮橙色时，它们的唾液酸水平就会下降，使它们能够安全地进入海葵。
“我们的研究结果代表了一项重大进步，因为这是首批将糖生物学与转录组分析相结合来研究这一机制的研究之一，”NatachaRoux博士（她是法国岛屿和环境观测中心(CRIOBE)的研究员，曾任OIST计算神经行为学部门的研究员）详细阐述道。
研究小组对小丑鱼如何维持低唾液酸水平提出了两个主要假设：要么是它们的粘液产生细胞表达高水平的酶来切割唾液酸，要么是它们粘液微生物群中的细菌负责分解唾液酸。第二个假设得到了先前观察结果的支持，即当小丑鱼和海葵生活在一起时，它们的细菌群会随着时间的推移而融合。
OIST海洋生态-进化-生态学组组长文森特-劳德特（VincentLaudet）教授强调说，这很可能只是复杂的共生关系的一部分。其他因素可能包括鱼鳞的厚度、物种间的营养交换以及海葵本身可能做出的调整。这种关系是互惠互利的，小丑鱼在帮助保卫海葵并提供营养的同时，还能得到掠食者的保护。
未来的研究旨在通过尝试操纵该系统，使小丑鱼对海葵蜇伤敏感，而非共生鱼类对海葵蜇伤有抵抗力，从而最终证明这种机制。不过，这在技术上具有挑战性，目前仍在进行中。这项研究之所以意义重大，还因为它是法国国家科学研究中心（CNRS）和OIST之间新的国际研究实验室合作项目的第一篇重要论文。
编译自/scitechdaily
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