夏威夷短尾烏賊（Euprymna scolopes）Margaret McFall-Ngai
光能提醒人們注意。聚光燈能指出舞臺上的重要部分，或者照亮逃跑中的罪犯。電影院里手機屏幕發(fā)出的光會(huì )很快暴露手機主人的不恰當行為。光會(huì )發(fā)現隱藏在黑暗中的東西。通常都這樣。
但是夏威夷短尾烏賊（Euprymna scolopes）卻采用了一種顛倒的偽裝策略。這種手掌大小的軟體類(lèi)夜行動(dòng)物，生活在全球海岸線(xiàn)的淺水區，會(huì )在黑暗的掩護下捕食蝦類(lèi)。影子經(jīng)常成為它的麻煩。因為即使是在最黑暗的夜晚，從水底觀(guān)看，在散射了月光與星光的周邊水體中，它的身體也會(huì )有一個(gè)明顯的八條腿的剪影——這就會(huì )被在海底巡游并學(xué)會(huì )了仰視的天敵所利用。但是這種烏賊有一個(gè)聰明的防御辦法：在幾乎漆黑的環(huán)境中，它們進(jìn)化出了一種最違反直覺(jué)的偽裝方式——發(fā)光。
夏威夷短尾烏賊通過(guò)發(fā)光將自己隱藏在星空里。對于在下方的天敵而言，烏賊與周?chē)h(huán)境便混在了一起，無(wú)法分辨。研究了夏威夷短尾烏賊幾十年的威斯康星大學(xué)學(xué)者M(jìn)argaret McFall-Ngai說(shuō)：“這就好象一個(gè)‘克林貢隱形裝置’?！?div style="height:15px;">
發(fā)光是一種麻煩而耗能的努力。幸運的是，這些烏賊可以將工作“外包”。一種名為費氏弧菌（Vibrio fischeri）的發(fā)光菌株與它們結下了共生的合作關(guān)系。這些微生物負責生產(chǎn)偽裝成星光的光子；烏賊則為這些細菌提供安全的生存場(chǎng)所以及糖和氨基酸等食物。
McFall-Ngai實(shí)驗室的研究表明，烏賊會(huì )通過(guò)一種讓人驚異的方式來(lái)確保它能夠維持發(fā)光。無(wú)論對細菌還是烏賊來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)光線(xiàn)都是不容易的?！鞍l(fā)光的成本很高。它要耗費細菌細胞5%的代謝能力。這非常多了，”McFall-Ngai說(shuō)。由于發(fā)光對細菌來(lái)說(shuō)是一項非常繁重的勞動(dòng)，她和她的團隊期望能夠找到一些從烏賊身上獲得好處，但又不生產(chǎn)光子的濫竽充數者。但是他們沒(méi)有找到。事實(shí)上，當他們的團隊將費氏弧菌體內的發(fā)光基因剔除，使之不再會(huì )發(fā)光后，烏賊就把這些吃白飯的家伙從身體內趕跑了。懶蟲(chóng)得不到好處，而且令人印象更深刻的是，這些軟體動(dòng)物會(huì )辨別每一個(gè)細胞，尋找那些違反了契約的共生菌，被趕跑的只有騙子。
夏威夷短尾烏賊這種檢測偷懶者的非凡能力來(lái)自于它身體內的一個(gè)獨特的結構，稱(chēng)為光器官，發(fā)光菌就居住在這里。McFall-Ngait和她的團隊在檢測了光器官的組織后，他們發(fā)現了一些獨特的東西：它含有許多通常與眼睛相關(guān)的組織類(lèi)型。其中最重要的是一種與視網(wǎng)膜相似的含有光敏蛋白的組織。當細菌發(fā)光時(shí)，光器官能夠檢測到光子，烏賊就會(huì )知道它的租戶(hù)付了房租。烏賊的全能內眼確認了它不會(huì )被欺騙。
夏威夷短尾烏賊光器官的放大圖像，顯示了單個(gè)的費氏弧菌。Stabb, University of Georgia
乍一看，烏賊對它與費氏弧菌的共生合作有著(zhù)非常大的控制權。但是McFall-Ngai實(shí)驗室最新的研究猜測，這種關(guān)系更為復雜，這種微生物的控制欲可能比任何人意識到的還要強。
新的研究顯示，生存在烏賊體內的細菌不僅僅是提供星光偽裝——它們還會(huì )影響到烏賊的生物鐘。烏賊體內的一組被稱(chēng)為隱光敏素的光敏蛋白（其它動(dòng)物體內也有）已被確認是調節晝夜節律的關(guān)鍵因素。McFall-Ngai實(shí)驗室的一位博士生Elizabeth Heath-Heckman發(fā)現，隱光敏素被兩種基因所控制，分別稱(chēng)為Cry1和Cry2。她還發(fā)現Cry2能夠增強對費氏弧菌發(fā)出的光的響應度，而Cry1則會(huì )對環(huán)境光作出回應。這很像你夜晚盯著(zhù)智能手機的屏幕看會(huì )讓你的身體以為現在還是白天一樣，這些細菌能夠用它們發(fā)出的光來(lái)控制它們宿主的生物鐘?！巴ㄟ^(guò)影響隱光敏素，共生體有改變受Cry基因控制的所有下游基因活動(dòng)方式的能力，”Heath-Heckman說(shuō)。這可能會(huì )對烏賊造成大的影響；一些預測估計，在某種程度上，晝夜節律控制了所有基因中的10%?，F在，這種改變使細菌和烏賊誰(shuí)受益更多還不明確，或者這只是它們共生關(guān)系導致的一個(gè)奇怪結果而已。
Heath-Heckman對共生菌能影響宿主的晝夜節律的發(fā)現是這類(lèi)發(fā)現中的首次，也已被其他實(shí)驗所確認。對微生物影響宿主健康的認識還剛剛開(kāi)始，但我們已經(jīng)知道微生物對免疫系統的發(fā)育和維生素代謝等都有深遠的影響?？雌饋?lái)它們的才能已經(jīng)擴展到了給它們的宿主提供隱形裝置和體內時(shí)鐘了。
作者David Shultz是一位自由科學(xué)記者，專(zhuān)注于生物科學(xué)和傳染病方向，當前正在波士頓大學(xué)研修科學(xué)新聞碩士學(xué)位。
原載：nautil.us
翻譯：老孫
