当你养的鱼突然集体发呆，可就要小心了…

在水下，没有喊叫、也没有警报器，鱼也不会像我们一样发朋友圈说“危险来了”。可是很奇怪，一条鱼刚刚受了伤，旁边的鱼往往能在几秒钟之内全都“懂了”——有的鱼一下子僵住像被点了穴，一动不动；有的鱼反应更快，立刻往水底下钻，离开上层水体，生怕被什么东西盯上。这种几乎是“同步”的反应并不是巧合，而是因为鱼有一套非常高效的“写在水里的报警系统”。

原理并不复杂：当一条鱼被掠食者咬破、被别的鱼撞掉了一块皮，或者在礁石上擦伤，皮肤表面的一些特殊物质就会马上 “释放”出来。这些分子本来安安静静待在表皮里，一旦组织受损，就会迅速溶进水里，顺着水流扩散开去。附近的鱼只要吸入一点点带着这些分子的水，通过鼻腔里的嗅觉器官一扫描，就能立刻识别到“这里刚出过事”。

接下来就是一系列写在生存本能里的动作：胆子小一点的那批会瞬间“装死”——贴缸、定住、不乱动，好像在说“我不是目标”；行动派的那批则一头扎向水底，因为在水体上层最容易被掠食者看见，往下躲是最高效、最快速的自保方案。

其实，水生动物学家很早就注意到这种现象了。上世纪的研究里就有专门针对这些特殊物质的名字，德文叫 Schreckstoff，直译就是“吓人的东西”。后来大家也叫它“报警物质”“惊吓物质”。但真正的难点一直没解决：鱼皮里面的成分实在太复杂了，糖、脂肪、氨基酸、胆汁酸、各种代谢产物都混在一块儿，哪一类才是真正发出“危险信号”的？几十年里大家都能做出“有”这个现象，却很难说清楚“就是它”。

我们做的这项工作，就是利用斑马鱼，把这件事第一次讲清楚——不只是说“有报警物质”，而是把它具体到两个明确的化学分子。

图片来源：veer图库

我们做的路线叫行为引导分离：先用“受伤鱼的水”测试能不能吓到鱼，然后一层层把这个水分开，每分出一部分就再去吓一次鱼，始终追着“哪一份能吓到鱼”往下走。这样一来，跟着行为走，就不会迷路。

最后我们锁定的是斑马鱼皮中极性最高、最容易溶于水的那一部分，把它进一步分离纯化之后，发现里面其实主要就是两种关键的硫酸化胆固醇。

一种是之前在一些鱼类里见过的 5α-cyprinol sulfate，我们简称 5CS；另一种是我们在斑马鱼里新发现的、给它起名叫 5α-daniol sulfate 的分子，简称 5DS。这两位，就是这套“水下报警系统”里真正的主角。

真正让人觉得有意思的，是它们的“灵”。我们把5CS和5DS单独拿出来、配成一串不同的浓度去测试，结果发现：它们能在极低的浓度下就让鱼进入防御状态，低到什么程度？低到万亿分之一摩尔的量（10⁻¹² mol/L），鱼都能闻见。这说明斑马鱼的嗅觉系统是专门对这类分子“开过光”的，不是顺便闻到的。换句话说，这俩分子不是受伤时碰巧漏出来的一点身体成分，而是进化长期留下来的“危险专用化学信号”。

更仔细的研究发现，这两个分子的“吓人风格”还不太一样……5DS更像是“高灵敏报警器”，浓度很低就能让鱼紧张、冻结；5CS则更容易诱导那种“我要赶紧离开这里”的逃避式游动。我们又把它们按照斑马鱼皮里实际检测到的大致比例（差不多是100:1）混在一起，结果发现，这个“人工配方”居然能几乎一比一复制“真正受伤鱼的提取物”对斑马鱼行为的影响。

这个结果非常关键，它告诉我们：天然的报警信号不是一个分子包打天下，而更像是一个小型的“化学配方”——不同成分负责不同的防御动作，合在一起才最像真实场景。

这时候可能有人会问：会不会只是鱼“装一下害怕”，其实身体没事？为了解决这个问题，我们在鱼闻到这两个分子之后，测量了它们体内的皮质醇水平。皮质醇是鱼类和很多脊椎动物的经典应激激素，只有在它真的觉得“这事儿需要认真对付”时才会升高。

图片来源：央视新闻

结果发现，斑马鱼在接触到5CS和5DS之后，皮质醇确实明显升了上去。说明这不是表演式的扑腾几下，而是从化学信号到行为再到生理的完整应激链条都被启动了：闻到了 → 出现防御行为 → 内分泌系统进入应激状态 → 身体准备好应对持续的危险。

从生态的角度看，这是一套极其聪明的群体防御策略：一条鱼的不幸，可以瞬间变成一群鱼的预警；一个局部的小伤口，可以换来整个群体在几分钟甚至更长时间内的高度戒备。对生活在有掠食者水域里的鱼来说，这能明显提高存活率，也就能解释为什么这种“写在水里的报警系统”会在很多鱼类中长期保留下来。

从科研应用看，这两个分子也很有价值：以后我们在做斑马鱼的行为学、神经环路、环境毒理，甚至想建一些“焦虑/恐惧模型”时，就不用再用一锅成分不明的“皮肤浸液”了，可以直接用5CS和5DS，剂量可控、重复性好，还能做剂量－反应曲线。对做模式动物研究的人来说，这就等于多了一套标准化的“恐惧刺激”工具。

所以，简单说一句话就是：鱼为什么能在水里“闻见危险”？因为它们真的在用化学信号说话，而斑马鱼发出的警报信号就是这两种藏在皮肤里的小分子。

来源：中国科学院烟台海岸带研究所

作者：李亚茜、李可（中国科学院烟台海岸带研究所）

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