科學家揭長「腳」的魚特殊能力 可在海中行走還兼具味蕾覓食功能
2016年時,美國史丹佛大學發育生物學系教授金斯利(David Kingsley)在一間小型公立水族館見到一種特別的魚,明明是魚的身體,卻有著像鳥類的翅膀、還擁有如螃蟹般的3對腿,「這是我見過最奇怪的魚,我從來沒有看過這種像是由許多不同動物組成的魚。」
這種特別的魚屬於魴鮄科(或稱角魚科),是底棲魚類的一種,體長普遍落在30至40公分左右,由於游動時胸鰭會一開一合宛若鳥類飛行,因此又有「海洋知更鳥」的別稱。
研究作者之一、金斯利實驗室中的博士後研究員赫伯特說明,魴鮄科魚的「腿」其實是胸鰭的延伸,並進一步解釋,「雖然這些『腿』的結構、位置都和人類的不一樣,但仍然擁有驚人的行走功能。」
過去研究發現,魴鮄科的魚狩獵能力很強,許多魚會跟在牠們身邊想分點剩餘的食物,但過去科學家並未深入了解魴鮄科魚類的狩獵能力從何而來。
為進一步研究,金斯利的研究團隊將貝類與胺基酸膠囊埋在水箱底部的沙土中,結果發現水箱中的魴鮄科魚會在游泳與走路間交替移動,並用腿挖出埋在沙土底下的食物;但奇怪的是,後續引進實驗室的魴鮄科魚,卻無法找到埋藏的食物。
研究團隊才發現,原來魴鮄科魚的腿會根據物種而有不同的功能,如一開始觀察的卡羅來納鋸魴鮄(Priionotus carolinus),牠的3對腿呈現鏟狀且佈滿類似味蕾功能的乳突,能夠檢測到深海生物分泌的化學物質和胺基酸;後續引進觀察的則是帶紋鋸魴鮄(Priionotus evolans),牠們的腿呈現棒狀,且缺乏乳突,因此僅能用來行走。
團隊進一步分析全球13種魴鮄科魚的基因,確認牠們先演化出腿,但若其中的「tbx3a」基因產生突變,則會導致腿部的乳突與挖掘食物能力消失。
金斯利表示,「雖然很多性狀看起來很新,但它們通常是由已經存在很久的基因和模組構成的」,並進一步表示,這研究結果代表著未來科學家能透過CRISPR基因編輯技術,讓魚長出腳和擁有感知能力的乳突。