魚界防禦高手：有毒又長眼刺，誰吞誰倒霉？

石魚是地球上最毒的魚。不幸被石魚咬一口，就像一個受害者曾描述的那樣，「用鎚子敲你的腳趾，然後用指甲銼一遍又一遍地摩擦腳趾。」曾有潛水員被石魚咬後喪生，不過這種情況並不常見。

出品|網易科學人欄目組 惜辰

據史密森學會網站報道，新發現的「劍狀眼窩骨」有望讓鮋形目這些致命魚類之間的關係重新洗牌。

2003年，美國堪薩斯大學的進化生物學家利奧·史密斯（Leo Smith）正解剖一隻絨皮鮋（velvetfish）。他希望找出鮋形目（Scorpaeniformes）之間的關係，鮋形目包括絨皮鮋、老虎魚、石魚以及臭名昭著的獅子魚，這一目的通用名稱是源自每隻魚臉頰上發現的骨板。當解剖這隻絨皮鮋的上頜時，他注意到一處奇怪的地方，他無法清除淚骨。

史密斯回憶道，「對於正常的魚，在上頜骨和這塊骨頭之間有一些結締組織，你可以用解剖刀片在它們之間切割。但當時我發現把這一結構分開相當困難。最終把它分開時，我注意到這個結構是凹凸不平的，當時我突然意識到，這其中應該存在某種鎖定機制。」他的工作主要針對魚毒的進化以及生物發光現象。

大多數絨皮鮋本身看起來就很怪異，它們長著棘刺，全身分布著滴狀斑點，所以這種凹凸不平的結構並非那麼稀奇。不過史密斯花費了數年時間研究鮋形目，此前他從未遇到過這種巨大的具有鎖定作用的眼刺。他和他的同事們把這個新發現的奇怪結構稱為「劍狀眼窩骨（lachrymal saber）」。

這是Whiskered Prowfish的X射線圖，它擁有一塊「劍狀眼窩骨」。它是一種眼刺會發光的老虎魚。

史密斯與美國魚類學家和爬蟲學家協會的一些成員合作寫成的文章發表在《兩棲爬行學報（Copeia》）上，文中首次描述了這種不太可能出現的眼刺，他們還描述了另一種發出綠色熒光的小眼刺。研究者未確切說明這種附器的用途。不過他們聲稱，這種眼刺的發現有望顛覆鮋形目的進化樹，改變我們對這些毒性極高的魚的了解。

這一發現也引發了一個問題：為什麼這個會發光的、緊鎖的劍狀附器被忽略了這麼久？

一種名為Spotted Ghoul的石魚正半躲在礫石中。

在水下很容易就會錯過石魚。魚如其名，它們非常類似岩石，外表覆蓋著鵝卵石，看起來像水下碎石或珊瑚礁。但踩到一隻，你就永遠不會忘記它。

海洋中有毒的魚比陸地上的蛇還要多，甚至比所有有毒的脊椎動物還多。石魚是地球上最毒的魚。不幸被石魚咬一口，就像一個受害者曾描述的那樣，「用鎚子敲你的腳趾，然後用指甲銼一遍又一遍地摩擦腳趾。」曾有潛水員被石魚咬後喪生，不過這種情況並不常見。

石魚和它們的近親也非常擅長偽裝。有些魚在背部種植藻類和水螅花園，有些魚可以隨意改變顏色。誘餌鮋（decoyscorpionfish）在背鰭上長著誘餌，類似一隻正在游泳的小魚。這些神奇的生物主要生活在印度洋—太平洋地區的熱帶水域中，它們使用偽裝來伏擊獵物並避免自己成為獵食者的午餐。

劍狀眼窩骨是這些魚所特有的，但這種眼刺不知何故被忽略了。它的結構十分特別。想像一下魚眼下方凸起的複雜棘刺，像棘輪和棘爪一樣從側面鎖定到位，如同兩條鋒利的手臂。史密斯說，「他們這些魚通過鎖定機制移動與之相連的底層骨骼，然後旋轉眼刺。」

至少一種物種——澳洲鱗鮋(Centropogonaustralis，一種老虎魚)的眼刺會發出淺黃綠色的熒光，而其餘的魚在某種光線下會發出橙紅色的光。

華盛頓大學的生物力學家和魚類專家亞當·薩默斯（AdamSummers）目前正對4萬種魚進行CT掃描。他已經掃描了3052種魚和6077個樣本。多年來他研究了鮋形目的許多種魚，但從未注意到眼刺這種結構。

薩默斯是皮克斯動畫公司第一部和第二部《海底總動員》的科學顧問。他表示，「魚類的直立防禦現象非常普遍。」這是指某些物種遇到壓力或威脅時軀體某一結構豎立起來的解剖防禦現象。他說，「如果你釣到一條魚並把它從魚鉤上拔下來，你會感覺到它的背棘會立起來，並一直扎你。但是多年來我們竟然沒發現眼睛下面的這種結構——眼刺，真不可思議。」

研究人員使用DNA測序來確認他們的這個新發現。他們查看了5280種經校排的核苷酸，並使用12個外群作為對照組，從而構建了一棵系譜樹或進化樹。史密斯解釋，一旦擁有這棵樹，就可以利用祖徵狀態重建的方法追蹤某些特徵的進化歷史。這可能有助於生物學家把過去被認為是不同家族的魚類統一為同一個家族。

史密斯解釋：「在過去，鮋形目的分類法是混亂的。鮋和石魚的關係確實存在問題，並且當這些魚被視為兩個主要譜系而不是10個傳統的魚科時，與它們相關的許多科級名字被取消了。現在它們的區別方法更簡單了，眼刺的存在與否可以徹底區分這兩個譜系。

在費爾德博物館中，一隻須鮋，英文名Apistus carinatus，被一種吃肉的甲蟲吃得只剩下骨頭。

第一次解剖絨皮鮋時，史密斯不明白他在看什麼。 他說，「我本以為它們只是刺有點多，有點粗糙。它們的頭部有許多棘刺和凸塊。所以我就說，『喔，這些眼窩骨更有趣。"」

史密斯花費數年時間解剖魚骨和活魚，以確定這種眼刺的普遍程度。幸運的是，作為堪薩斯大學生物多樣性研究所的所長，他可以訪問全球最大的一個魚類標本庫。

其中的許多標本使用「清洗和染色」方法製作而成，科學家把液態甲醛和名為胰蛋白酶的胃酶混合起來，用以溶解肌肉和其他軟組織。結果，骨骼被染成紅色，軟骨被染成藍色，骨骼結構因此清晰呈現，就像彩色玻璃。這種技術使科學家更容易地研究脊椎動物的骨骼結構。

薩默斯指出，「研究魚類的人經常要與死魚打交道，許多很不錯的技術無法應用在不能動的動物上。發現眼刺，並意識到它是整個魚群的統一特徵，這真的很棒。」

史密斯不確定為什麼魚會演變出這種特徵。顯而易見的假設是眼刺具有防禦功能，因為伸出的棘刺擴大了頭部的寬度，使它們更難被吞咽，並且更可能刺穿獵食者。其他魚也會執行類似的防禦措施：深海燈籠鯊的背棘長有會發光的「光劍」，科學家認為「光劍」的作用是防禦掠食者。

不過，對眼刺的防禦作用，史密斯並不確定。他表示，另一種可能是為了吸引配偶。換句話說，目前眼刺真正的存在意義還是一個謎。

2006年，史密斯與沃德·惠勒（Ward Wheeler）一同發現，超過1200種魚是有毒的，而之前的估計數字約為200種。十年後史密斯把毒魚種類更新至2386至2962種。他還與著名的魚類學家馬特·戴維斯（Matt Davis）和約翰·斯巴克斯（John Sparks）一起撰寫論文並發表在《公共科學圖書館期刊(Plos One)》上。論文中指出，論文表明海洋魚類譜系的生物發光特性演變了27次。他甚至修改了蝴蝶魚的分類。

史密斯的這一新發現可能會顛覆人們對魚類關係的認識，明尼蘇達州聖克勞德州立大學的生物學副教授薩拉·吉布森（Sarah Gibson）致力於研究三疊紀魚類。「我認為這是一項非常重大的研究，」她說，「了解魚群的進化關係實際上可以影響我們對魚類進化歷史的認識。」

薩默斯補充，了解石魚的進化歷史是保護它們的關鍵，「我們需要知道它們的真實面目，否則無法展開保護工作。。」劍狀眼窩骨的奧秘「是一個值得探討的有趣課題，此前我們沒發現它，對此我仍感到震驚。」

最終，這一發現還驗證了史密斯對《紐約時報》說過的話，雖然經歷了數百年的研究和探索，「我們對魚仍一無所知」。

最後

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