2020年8月1日 星期六

鮟鱇(anglerfish)奇妙的交配行為與奇異的免疫系統

圖片來源:維基百科
大家對鮟鱇(俗稱燈籠魚)應該都不陌生,這種魚共有168種、大多生活在海底,以一支由前背鰭演化而成的發光釣竿來吸引小魚維生。

根據維基百科的資料,鮟鱇的交配行為相當的奇特。雄鮟鱇一般比雌鮟鱇小很多,一生下來就到處尋找雌鮟鱇。找到雌魚後,雄魚便一口咬在雌魚的身上,接著釋放出酵素把自己的嘴巴以及雌魚的皮膚溶解。然後兩條魚的血管相連,雄魚從此便依靠雌魚維生。

過去的許多研究發現,找不到配偶的雄鮟鱇與雌鮟鱇,牠們的性腺會停留在不完全發育的狀態。有些雄鮟鱇的消化系統發育不完全,有些雄鮟鱇的嘴巴甚至不能讓牠們捕食生物,顯示了如果這些雄鮟鱇找不到雌魚,就非死不可。

雄魚是如何找到雌魚的?由於許多鮟鱇是居住在海底,那裡光線非常黯淡或甚至無光,科學家們認為應該不是靠視覺。不過過去的觀察發現,有些鮟鱇有發達的嗅覺系統,或許是靠著鼻子「聞」出雌魚,但也有鮟鱇具有很大的眼睛,所以也不能排除有些種類的鮟鱇是用「看」的。

不管是用看的還是用聞的,科學家們對鮟鱇最好奇的是:由於在雄魚遇到雌魚後會發生血管相連的事件,而脊椎動物都有免疫系統,鮟鱇是怎麼避免掉血肉相連後所發生的免疫反應?雖然有些種類的鮟鱇並不會永遠相連,但不論是短暫相連或是永遠相連,免疫反應不可避免的一定會發生,牠們是如何讓免疫反應不要發生的?

蒲朗克研究所的研究團隊,分析了10種共31隻鮟鱇,發現了牠們的秘密。原來為了要防止血肉相連後所產生的免疫反應,鮟鱇們其實都是「免疫不全」的患者!

那些只有短暫相連的鮟鱇種類,牠們不具有有功能的aicda基因。由於這個基因是抗體(antibody)成熟所必須,所以這些鮟鱇不能產生抗體。而那些永遠保持血肉相連的鮟鱇,除了沒有有功能的aicda基因之外,還少了有功能的rag基因。由於rag基因是T細胞(T淋巴球,細胞免疫的重要成員)受器組合所必須,也就是說這些鮟鱇的T細胞功能不正常。

不能產生抗體也沒有正常功能的T細胞,這使得雌雄鮟鱇可以永遠保持血肉相連,雌魚捕食消化後藉由血管將養分送給雄魚,換來雄魚在雌魚要產卵時可以立即提供精子。當然這樣對繁殖是非常方便,但是在海底並不是沒有病原,所以這些「免疫不全」的鮟鱇們要怎樣對付那些病原呢?這就有待進一步的研究了。

參考文獻:

Science, DOI: 10.1126/science.aaz9445

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