今日,顶尖学术期刊《科学》上发表了一项刷新认知的研究:在目前的主流印象里,生活在深海的生物大多是“瞎子”。然而这篇论文却发现,一些深海怪鱼的视力好得惊人!

“它动摇了关于深海视觉的教条!”一名研究视觉演化的专家在《科学》杂志的专文评述中说道。

▲本研究登上了最新一期《科学》的封面(图片来源:Danté Fenolio/DEEPEND/Gulf of Mexico Research Initiative)

初看之下,这一发现的确反常识。在海面的1000米下,是一片连阳光都无法抵达的神秘之地。在这样的环境下,许多鱼类的眼睛会在几代后出现明显退化,甚至消失。这一发现早就被写进了教科书,为普通百姓所熟知。

那今天的《科学》封面研究是怎么一回事?

原来在过去15年里,研究深海的科学家们发现即便是在阳光无法企及的深海,也依旧存在极其微弱的光,它们来自生活在深海的细菌、虾类、甚至是鱼类发出的闪光。它们为什么会发出微光,难道有生物能探测到这些光吗?

▲作为一种深海鱼类,灯笼鱼(lanternfish)是深海的光源之一(图片来源:Dr. Wen-Sung Chung, University of Queensland, Australia)

为了回答这些问题,研究人员们做了一项大规模的实验。从水面到2000米的深海,他们收集了101种生活在不同深度的鱼类,并通过全基因组测序技术,寻找其中能表达RH1视蛋白(opsin)的基因。

为啥要检测视蛋白呢?原来它正是脊椎动物中的“感光元件”。不同的视蛋白能吸收不同波长的光,并告诉大脑,看到的是什么颜色。因此,在感光细胞中表达的视蛋白数量和类型,决定了动物的感光能力。

而RH1正是弱光环境专属的视蛋白。如果没有它的存在,包括人类在内,许多脊椎动物就会变成“夜盲”,无法在黑暗环境中看清周围。

顺着这个思路,我们可以推断,如果深海鱼类想要捕捉到环境中的微光,RH1一定很多。

而研究结果也不出科学家们所料。在分析的101种鱼类里,有4种深海鱼类含有5条以上的RH1基因(人类只有1条RH1基因)。更有一种叫做银色洞鳍鲷(Diretmus argenteus)的深海鱼类体内具有38条RH1基因!

▲四种含有5条以上RH1基因的深海鱼类,最上面的是银色洞鳍鲷(图片来源:Pavel Riha, University of South Bohemia, Ceske Budejovice, Czech Republic)

“这在脊椎动物中前所未闻!”另一名生物学家在《科学》专文评述中感叹道。

本研究最令人惊讶的地方还在后头——研究人员们发现,深海鱼类的RH1基因功能并不是完全重复的!在一系列的突变下,这些基因编码的视蛋白好像经过了“微调”,能够识别不同的蓝光和绿光。

▲深海鱼类中找到的视蛋白,能够识别不同波长的光(图片来源:参考资料[2])

而且,研究中涉及到的这4种鱼类从演化上看,来自3个不同的分支。这是什么概念呢?也就是说,不同的深海鱼类祖先,不约而同地演化出了那么多视蛋白。如果一次还能说是偶然,出现三次还属于偶然的概率就太小了。换句话说,它在演化上一定有其重要意义。

我们永远无法以鱼类的视角去感知这个世界。但基于这项研究,我们对深海鱼类的视觉有了全新的认识。也许阳光无法抵达的深海,在鱼类的眼中,是一片充满生机的色彩斑斓之地。这项研究也提醒我们,生命充满了可能,而大自然中还有太多未知等着我们去探索。

参考资料:

[1] Zuzana Musilova et al., (2019), Vision using multiple distinct rod opsins in deep-sea fishes, Science, DOI: 10.1126/science.aav4632

[2] Elizabeth Pennisi et al., (2019), Jeepers, creatures, where’d you get those peepers?, Science, DOI: 10.1126/science.364.6440.520

[3] Color vision found in fish that live in near darkness, Retrieved May 9, 2019,

[4] New type of highly sensitive vision discovered in deep-sea fish, Retrieved May 9, 2019,

来源:学术经纬