海中伙伴：小丑魚（clownfish）如何用神奇黏液與海葵和平共處

 

小丑魚。圖片來源：維基百科

可愛的「尼莫」小丑魚（clownfish）以能夠悠游在海葵的觸手之間而著名。由於海葵是靠著以刺絲囊發射毒素混合物來捕捉獵物，但小丑魚卻能夠在觸手之間往復悠游而不受影響。

但是，到底小丑魚為什麼能在海葵的觸手之間游來游去，卻不會「電」昏呢？許多科學家認為，這是因為它們的黏液層化學成分抑制或缺乏觸發宿主刺絲囊發射的觸發因子。

但是，科學就是需要證據，而不是「認為」。最近的研究，終於證實了這一點。

澳洲的一群科學家，為了解開這個謎題，選了海葵雙鋸魚（Amphiprion percula）與奶嘴海葵（Entacmaea quadricolor）做為他們的實驗材料。實驗分為兩組：一組是把牠們養在一起，另外則是將牠們分開養。

研究團隊發現，在小丑魚與宿主海葵共生三週後，其黏液中的醣類成分發生了顯著變化。使用基質輔助雷射解吸/離子化飛行時間質譜（MALDI-TOF MS）技術，研究人員檢測到了37種獨特的醣類特徵（質量範圍在437.41至1373.39 Da之間）。主坐標分析（PCoA）顯示，與海葵共生顯著改變了小丑魚黏液中的醣類組成。在與海葵共生三週後，小丑魚黏液的醣類組成與所有其他樣本顯著不同，並在從海葵中移除後24小時內恢復到原始狀態。

在共生期間，有七種醣類的變化對觀察到的顯著性貢獻最大，其中三種醣類的表現增加，四種減少。這些變化意味著，小丑魚黏液的醣類組成調整是小丑魚適應在海葵宿主中長期生活的一個重要機制。這些醣類成分的具體變化可能對小丑魚能夠減少海葵對其刺絲囊的發射有關鍵作用，從而在這種共生關係中扮演著保護小丑魚免受海葵毒素傷害的角色。

除了鑑別黏液中的成分，研究團隊還測試了小丑魚的黏液是否能讓海葵刺絲囊發射的量下降。研究團隊發現，當小丑魚與宿主海葵共生時，對小丑魚黏液的刺絲囊發射量明顯減少。在共生前（非共生期），海葵對小丑魚（Amphiprion percula）和一種非共生魚類（藍綠鋸齒魚，Chromis viridis）的黏液觸發了高量的刺絲囊發射，分別是820.5 ± 470.8個刺絲囊和1151.7 ± 385.4個刺絲囊。而食物來源（蝦）的黏液在兩個時期觸發的刺絲囊數量較低，分別為275.3 ± 370.4個刺絲囊。

然而，在與海葵共生三週後，小丑魚黏液觸發的刺絲囊數量顯著減少至四成（320.6 ± 253.9個刺絲囊），而非共生魚類（藍綠鋸齒魚）和蝦黏液觸發的刺絲囊數量大致與共生前相同，分別為897.5 ± 258.8個刺絲囊和369.1 ± 402.1個刺絲囊。這顯示，僅有與海葵共生並適應的小丑魚黏液能顯著減少海葵對其刺絲囊的發射量，而非共生魚類的黏液或食物來源的黏液對海葵的刺絲囊發射影響不大。

這項研究首次量化了小丑魚黏液對海葵刺絲囊發射影響的數據，證明了小丑魚與海葵共生關係中黏液化學成分的重要性，尤其是在減少海葵對小丑魚刺絲囊的發射上，從而保護小丑魚免受海葵毒素的傷害。然而，由於醣類的低量以及對其生物合成和功能了解有限，研究中未能識別這些變化的醣類是哪些具體的醣類，這是比較可惜的地方。

另外，根據維基百科的資料，小丑魚一般是與 公主海葵（Heteractis magnifica） 或短手大海葵（Stichodactyla gigantea）這兩種海葵共存，而不是論文中的奶嘴海葵，不知道是不是因為養殖的難易度的關係？或許，這就是為何要花三週才能看到小丑魚黏液的變化的原因嗎？

參考文獻：

Cassie M. Hoepner, Emily K. Fobert, David Rudd, Oliver Petersen, Catherine A. Abbott, Karen Burke da Silva. Friend, food, or foe: sea anemones discharge fewer nematocysts at familiar anemonefish after delayed mucus adaptation. bioRxiv 2024.02.22.581653; doi: https://doi.org/10.1101/2024.02.22.581653