PNAS 的一项研究发现，小丑鱼身上独特的白色条纹以不同的速度形成，具体取决于它们的海葵宿主。
- 小丑鱼物种在变态过程中会出现它们特有的白色条纹或条纹
- 研究人员现在发现，白条的形成速度取决于小丑鱼生活的海葵
- 对变态很重要的甲状腺激素控制着白条形成的速度
- 与生活在华丽海葵中的小丑鱼相比，生活在巨型地毯海葵中的小丑鱼的甲状腺激素水平更高
- 生活在巨型地毯海葵中的小丑鱼也显示出 duox 的活性增加，这是一种参与形成甲状腺激素的基因
魅力十足的小丑鱼，这种珊瑚礁鱼因 电影 海底总动员的白色条纹让人一眼就能认出来。 这些被科学家称为条纹的条纹出现在小丑鱼从幼虫发育成成虫的过程中，这一过程称为变态，但这些独特的图案是如何形成的，长期以来一直是个谜。
现在，一项新的研究发现，这些白条形成的速度取决于小丑鱼生活的海葵种类。 科学家们还发现，在变态过程中起关键作用的甲状腺激素通过改变一种叫做 双氧水.
“变态是小丑鱼的一个重要过程——它改变了它们的外表以及它们生活的环境，因为小丑鱼的幼虫离开了开阔的海洋并定居在珊瑚礁中，”负责海洋生态研究的资深作者 Vincent Laudet 教授说。冲绳科学技术大学院 (OIST) 的 Evo-Devo 单位。 “了解海葵宿主的变态如何变化，不仅可以帮助我们回答有关它们如何适应这些不同环境的问题，还可以帮助我们回答它们如何受到其他环境压力（如气候变化）的影响。”
该研究于 24 年 2021 月 XNUMX 日发表在 PNAS来自法国岛屿研究和环境观测中心（CRIOBE）的一组研究人员首先对小丑鱼进行了调查， 双翅目，在巴布亚新几内亚的金贝湾。
小丑鱼物种 Amphiprion percula 依赖长触手海葵 Heteractis magnifica（左）或短触手 Stichodactyla gigantea（右）作为宿主。 海葵的触须上长有有毒的刺细胞，可以保护小丑鱼免受礁石上的捕食者侵害。 小丑鱼还保护海葵免受捕食者的侵害，并为它们的宿主提供营养和氧气。 信用：Kina Hayashi
那里的小丑鱼既可以生活在壮丽的海葵中， 万寿菊，或者毒性更大的巨型地毯海葵， 巨竹.
在调查过程中，团队做了一个有趣的观察； 生活在巨型地毯海葵中的幼年小丑鱼比生活在宏伟海葵中的小丑鱼更快地获得成年白条。
在变态过程中，小丑鱼 Amphiprion percula 会变成充满活力的橙色，并从头到尾依次长出三个白条。 条纹形成的速度取决于小丑鱼生活的海葵。生活在长触手海葵 Heteractis magnifica 中的小丑鱼（左）的条纹比生活在较短地毯中的相同年龄和大小的小丑鱼少- 风格的海葵，Stichodactyla gigantea（右）。 该图显示了 150-200 天龄小丑鱼的典型外观。 图片来源：Fiona Lee，台湾中央研究院
“我们真的很想了解为什么条形的形成速度更快或更慢，这取决于海葵，以及是什么驱动了这些差异，”第一作者、Océanologique de Banyuls-sur- 的博士后研究员 Pauline Salis 博士说。 Mer，巴黎索邦大学，研究珊瑚礁鱼的颜色图案。
在实验室里，团队与小丑鱼一起工作， 单眼双螺旋体, 的近亲 双翅目. 他们专注于甲状腺激素，众所周知，甲状腺激素会引发青蛙的变态。
小丑鱼 Amphiprion ocellaris 是少数可以在实验室饲养的珊瑚礁鱼类之一。 Laudet 教授使用该物种来研究涉及生命史策略的激素，包括变态。 学分：OIST
研究人员用不同剂量的甲状腺激素治疗小丑鱼幼体。 研究小组报告说，甲状腺激素的剂量越高，小丑鱼长出白条的速度就越快。 相反，当研究人员用一种药物治疗小丑鱼时 药物 阻止甲状腺激素的产生，杆的形成被延迟。
白条是由称为虹膜细胞的色素细胞形成的，它表达特定的基因子集。 研究小组发现，甲状腺激素通过激活这些虹膜基因来加速白条的形成。
与未用甲状腺激素处理的对照幼虫相比，用甲状腺激素处理的小丑鱼幼虫在发育的早期形成了更多的条带。 该图显示了一只对照小丑鱼幼虫（上）和一只在服用甲状腺激素五天后的幼虫（下）。 图片来源：Pauline Salis，第一作者
接下来，科学家们测试了这些观察结果是否适用于该领域。 当 CRIOBE 实验室返回金贝湾时，他们将两种海葵的幼年小丑鱼运回法国的萨利斯博士。
Salis 博士证实，巨型地毯海葵中的小丑鱼的甲状腺激素水平远高于海葵中的小丑鱼。
为了深入了解导致这些较高水平甲状腺激素的原因，研究小组测量了小丑鱼基因组中大多数基因的活性。
“最大的惊喜是，在所有这些基因中，两种海葵物种的小丑鱼之间只有 36 个基因不同，”劳德教授说。 “而这 36 个基因中的一个，称为 双氧水，给了我们一个真正的灵光一现的时刻。”
多克斯以前的研究表明，使蛋白质双重氧化酶在甲状腺激素的形成中起重要作用。 这 双氧水 与来自巨大海葵的小丑鱼相比，来自巨型地毯海葵的小丑鱼的基因显示出更高水平的活性。
与美国弗吉尼亚大学的大卫帕里奇教授合作的进一步实验证实， 双氧水 对发展虹膜色素细胞很重要。 当。。。的时候 双氧水 研究发现，突变斑马鱼的基因失活，虹膜色素细胞的发育延迟。
总之，数据表明，增加的活动 双氧水 在生活在巨型地毯海葵中的小丑鱼中，甲状腺激素水平更高，因此随着虹膜色素细胞的发育更快，白条形成的速度更快。
然而，这项研究提出了更多需要科学家回答的问题，包括白条形成率变化的生态原因。
研究人员推测，这可能是因为巨型地毯海葵毒性更大，甲状腺激素水平会随着压力的反应而增加。
“在 OIST，我们开始深入研究一些可能的解释，”劳德教授说。 “我们怀疑白条形成的这些变化只是冰山一角，还有许多其他差异有助于小丑鱼适应两种不同的海葵宿主。”
参考：“甲状腺激素调节小丑鱼中白条的形成和环境可塑性”，作者 Pauline Salis、Natacha Roux、Delai Huang、Anna Marcionetti、Pierick Mouginot、Mathieu Reynaud、Océane Salles、Nicolas Salamin、Benoit Pujol、David M. Parichy、 Serge Planes 和 Vincent Laudet，24 年 2021 月 XNUMX 日， 诉讼中的国家科学院院士.
DOI：10.1073 / pnas.2101634118
资助：国家科学研究所，国家科学研究所
