客观日本

冲绳科技大学发现小丑鱼通过减少体表糖类避免被海葵蜇刺

2025年06月18日 生物医药

冲绳科学技术大学院大学(OIST)的研究团队发现,尽管海葵的触手带有毒刺,却不会蜇刺与之共生的小丑鱼(克氏双锯鱼),其原因在于,小丑鱼体表的一种名为唾液酸的糖分子会随着其生长而减少。研究还发现,唾液酸是触发毒刺发射的“扳机”,而海葵自身也不含唾液酸,以此避免自我蜇刺。研究团队表示,这一发现“为理解共生机制提供了线索”。

title

在海葵间优雅游动的小丑鱼(供图:冲绳科学技术大学院大学)

海葵的触手上生有被称为“刺胞”的囊状构造,当受到刺激时会发射毒刺。不仅人类,许多鱼类也会被蜇伤。某些种类的海葵的蜇伤可能引发重症,因此接触时务必谨慎。然而,在动画电影等作品中亦为人熟知的小丑鱼,为何能不被蜇刺,而将海葵当作摇篮般与之共生,这一问题此前一直未被探明。

此次,OIST海洋生态进化发育生物学研究单元的Vincent Laudet教授(生态学与进化生物学)等人的研究团队,关注到此前研究中已知的“海葵在接触特定糖类时会发射毒刺”这一现象,提出了“若缺乏这种糖类,刺胞能否避免受刺激”的假设,并展开研究。

研究团队结合检测糖分子存在的方法与检测抑制糖代谢基因活性的方法,对小丑鱼从幼鱼到成鱼阶段体表的一种糖类——唾液酸的含量进行了调查。唾液酸是存在于多种生物体内的物质,并参与生理反应。研究结果发现,幼鱼体内的唾液酸含量与其他鱼类相同,但在其体表形成白色和橙色条纹时,唾液酸含量出现减少。此外,经查明,海葵的体表不含唾液酸。因此,即便海葵的触手相互接触,也不会发射毒刺。

title

小丑鱼与青雀鲷(下方蓝色鱼类)成鱼的唾液酸含量分布差异。青雀鲷成鱼的唾液酸含量增加,会被海葵蜇刺(供图:冲绳科学技术大学院大学)

小丑鱼幼体出生后会浮上海面,被海流带到外海生长。然而,由于幼体体型非常小,在广阔的海洋中难以被发现,其详细生态尚未被探明。目前已知的信息包括,小丑鱼幼体可在两周内移动35公里的超长距离等。

Laudet教授指出,小丑鱼与海葵的共生关系“并非仅仅停留在防御捕食者的关系层面”。海葵还与一种和珊瑚共生的植物性浮游生物——虫黄藻共生。另有研究表明,得益于小丑鱼的存在,攻击海葵的捕食者被击退,促进了海葵体内虫黄藻的定植。关于这一点,Laudet教授还指出:“虫黄藻通过光合作用为海葵提供超过80%的所需能量。小丑鱼可能也发挥了维持和强化共生关系的作用。”

当调查仅在幼体时期与海葵共生的三斑宅泥鱼的唾液酸时,研究还发现,其幼鱼阶段的唾液酸含量较低。需要说明的是,小丑鱼与青雀鲷并非近缘物种。由此可见,唾液酸的含量决定了生物能否与海葵共生。

Laudet教授介绍说:“小丑鱼通过不含唾液酸使海葵误以为自己是同类的这一过程,如同从内部实施化学欺骗的‘特洛伊木马’。”侵入海葵后的小丑鱼与之共生,而“共生被认为是生物适应海洋剧烈环境变化的策略之一。研究共生是理解复杂生命基础的关键。”

研究团队表示,未来将研究小丑鱼通过何种机制减少唾液酸并实现生长。此外,研究团队还计划进行与自然界情况相反的,为小丑鱼成鱼附着唾液酸,从非海葵共生鱼类体内去除唾液酸的人为干预实验,来探究唾液酸与刺胞的毒刺发射之间的直接因果关系,从而证明这一机制。

本研究在糖链生命科学合作网络基地(J-GlycoNet)的资助下,由法国国家科学研究中心与OIST共同开展。研究成果已于2月15日发表在德国科学期刊《BMC Biology》的电子版上,同日OIST也发布了新闻稿。

日文:JST Science Portal 编辑部
中文:JST客观日本编辑部

【相关链接】
冲绳科学技术大学院大学新闻稿 揭开海洋之谜:小丑鱼为何不会被宿主海葵蜇刺?

日语原文

【论文信息】
期刊:BMC Biology
论文:Anemonefish use sialic acid metabolism as Trojan horse to avoid giant sea anemone stinging
URL:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-025-02144-8