六条腿的海罗宾鱼，竟藏如此奇特奥秘

如同苏斯博士书中所描绘的生物一般，海罗宾鱼是一种长相奇特的鱼。它有着典型鱼类的身体、鸟类的“翅膀”和甲壳类动物般的腿。这六条类似螃蟹的腿让它尤其适合在海底快速奔走、挖掘以及寻觅食物。 […]

如同苏斯博士书中所描绘的生物一般，海罗宾鱼是一种长相奇特的鱼。它有着典型鱼类的身体、鸟类的“翅膀”和甲壳类动物般的腿。这六条类似螃蟹的腿让它尤其适合在海底快速奔走、挖掘以及寻觅食物。然而，它的腿不仅仅用于移动。相反，它们是海罗宾鱼在沙中挖掘时用以寻找被埋藏猎物的全感官器官。这些发现被详细记录在 9 月 26 日发表于细胞出版社《当代生物学》杂志的两项研究里。

海罗宾鱼是一种头部多骨的长形鱼类，分布于世界各地的温带海域。它们标志性的“腿”是其胸鳍的延伸，每侧各有三条。海罗宾鱼特别擅长寻找食物，以至于其他鱼有时会围在它们身边获取一些剩余食物。

2019 年，作为研究合著者的哈佛大学博士后科里·阿拉德在科德角海洋生物实验室观察到了这些有腿的鱼，并且想要进一步了解。

“我们看到他们在一个水箱里养了一些海罗宾鱼，他们就给我们展示了，因为他们知道我们喜欢新奇的动物，”阿拉德在一份声明中说。“海罗宾鱼是具有非常不寻常、非常新颖特征的物种的一个例子。我们想用它们作为模型来问，‘如何生成新器官？’”

阿拉德与正在研究海罗宾鱼发育遗传学的斯坦福大学研究人员合作。他们首先试图确定这些腿是否是感觉器官，这一点曾被怀疑，但未得到证实。

阿拉德开展了“利用圈养海罗宾鱼捕食”的实验。在捕食时，它们在这些短暂的游泳爆发和用腿四处走动之间切换。它们还会时不时地在沙面上抓挠，以寻找贻贝、贝类等其他被埋藏的猎物，而且无需看到这些猎物。

在实验过程中，团队发现这些腿对“化学和机械刺激”很敏感。即使当他们埋下只含有一种化学物质的胶囊时，鱼也能找到它们。

鲜鱼

在研究期间，团队收到了额外的一批鱼。尽管它们看上去和原来的鱼无异，但它们不像其他鱼那样挖掘并寻找被埋藏的胶囊或猎物。

“我原以为它们只是些没用的家伙，或者可能是设置出了问题，”研究的合著者、哈佛大学分子生物学家尼古拉斯·贝洛诺在一份声明中说道。

团队实际上获取了海罗宾鱼的不同种类。最终，他们在这些研究中对二者进行了分类。卡罗琳海罗宾鱼 挖掘以寻找埋藏的猎物，并且对触摸和化学信号高度敏感。埃沃兰海罗宾鱼没有这些感知能力。相反，它们用腿进行探测和移动，但不用于挖掘。

当他们检查这两个物种腿部的差异时，他们注意到了一些关键的不同之处。卡罗来纳叉鼻鲀——即那些会挖掘的鱼——有更多铲形的腿，上面覆盖着一些被称为乳突的突起。这些类似于我们舌头上的味蕾。不挖掘的鱼的腿是杆状的，并且没有乳突。该团队认为乳突是进化过程中的亚专业化表现。

弄清楚这些特殊的附属物是如何进化的，可以帮助科学家理解进化如何适应非常特殊的环境。大约 600 万年前，我们人类学会了直立行走。两足行走将我们与灵长类祖先区分开来，但我们对这种转变是如何、何时以及为什么发生的知之甚少。海罗宾鱼及其对海底生活的适应情况可能会提供一些线索。处理海罗宾鱼腿部发育的基因转录因子也存在于其他动物的四肢中——包括我们人类的。

为行走而形成的基因

第二项研究的重点在于遗传学，包括来自斯坦福大学的大卫·金斯利和艾米·赫伯特、意大利物理学家阿涅塞·塞米纳拉、来自德国马克斯·普朗克研究所的生物学家莫德·鲍德温。该团队研究了这种不寻常行走特征的遗传基础。

“尽管许多特征看起来是新的，但它们通常是由存在已久的基因和模块构建而成的，”研究的合著者大卫·金斯利在一则声明中说道。“这就是进化的工作方式：通过修补旧的部分来构建新的东西。”

他们还在两种腿部形状各异的海罗宾鱼物种之间培育出了杂交品种，以此来探寻这些差异的遗传基础。

“艾米和科里为描述这种动物做了很多工作，我觉得从对其行为的描述，到对分子的描述，再到对进化假说的描述，这种情况实属罕见，”贝洛诺说道。

“我觉得这是一幅很棒的蓝图，展现了如何提出一个科学问题，并以好奇和开放的心态严格遵循它。”