這次繼續來聊聊神奇ㄉ發光鯊鯊ヽ( °▽°)ノ。
有嫩真仔細看
上一篇文章的粉絲,應該對「
生物發光」的機制與功能相當熟悉了 — 深海生物透過氧化發光素,產生穿透力強的藍光,以便在漆黑的深海環境中達到反遮蔭、誘敵、辨識等功能。
以小型魚類來說,牠們的發光器大多位於腹部,透過模擬上光源將輪廓融入背景中,避免被下方的掠食者發現;
而較大型的掠食者,除了基本款的匿蹤發光器外,還具有用來誘捕的發光器,如深海鮟鱇魚由背鰭特化的發光器、還有巨口魚頷部鬍鬚尾端的發光器,都是以光為餌的吊鉤,就等著哪條膽大心粗的傻魚被吸引後再一口咬住。
在深海鯊魚中,除了我們上一次聊到的
鎧鯊科外,另一個會發光的家族便是
燈籠鯊科(Etmopteridae)。
跟大白鯊、鼬殺、鯨鯊等大傢伙比起來,燈籠鯊們是鯊鯊家族裡的小不點,大的不超過一公尺、最小的
侏儒燈籠鯊甚至只有近20公分。
這個體型在深海世界中雖然稱不上癟屈( ˘・з・),但也談不上稱霸。深淵裡的六鰓鯊、七鰓鯊、鎧鯊都虎視眈眈的看著這群可口的點心遠房表親。
好加在燈籠鯊們除了有角鯊目家族引以為傲的背鰭棘(dorsal spine)來防禦天敵外,還有腹部的隱身發光器、以及背部醒目的發光器……
……ㄟ等等等等,腹部發光器用於隱蔽身形可以理解,但背部的發光器只會把身形凸顯在黑暗之中,不就把自己的位置暴露給掠食者了嗎(((゚Д゚;)))!?
來自比利時魯汶大學(UCLouvain)的生物學家 Duchatelet Laurent 觀察到這個矛盾的現象,
決定深入研究燈籠鯊「高調找死」的原因 三っ•̀.̫•́)っ。
(BTW,Duchatelet的研究領域是有發光能力的鯊鯊,看了他過去幾篇發表的論文感覺都很有趣呢(⊙ꇴ⊙))
華麗的發光披風,定義自己的與眾不同
Duchatelet 以三種燈籠鯊作為研究樣本,分別是
- 黑腹烏鯊(Velvet belly lanternshark, E. spinax)
- 莫氏烏鯊(Mollers lanternshark, E. molleri)
- 斯普蘭烏鯊(Splendid lanternshark, E. splendidus)
仔細觀察記錄背部的發光器後,發現這三種燈籠鯊的背部發光器在排列、分布、密度都有明顯的差異。
由於鯊魚屆裡沒有選美比賽(ᗒᗨᗕ),基本上可以確定這些由發光器排成的背部圖案和腹部發光器一樣,是燈籠鯊作為種類辨識的依據。
這個推測也與另一篇關於燈籠鯊視覺的研究結果不謀而合:燈籠鯊科的發光鯊魚具有一對不成比例的大眼睛,除了有密集的偵測光線的桿細胞、特化延長的outer segment對光更敏感之外,視網膜的頂部也有額外的桿細胞分布,對於來自下方的光線更為敏感。
發光器的圖案排列差異提供了種內辨識的依據,加速了種化的速度,
讓燈籠鯊屬擴展成超過40種鯊魚的大家族。類似的
輻射演化動力也發生在燈籠魚科(Lanternfish, Myctophidae),種類多達驚人的240種以上,
生物量(biomass)佔深海魚類的百分之60,是海洋食物網中重要的組成。
亮出武器,震懾敵人
披上微光閃閃、圖案繽紛的拉風外衣,確實增加了燈籠鯊種內辨識的效率,但同時也增加了被深海掠食者盯上的風險(╯︵╰)。
儘管有背鰭硬棘作為防禦,能讓掠食者攻擊時痛到鬆口,但難保被咬這一下後自己也只剩半條命,傷敵一百自損一千இдஇ。
隨著Duchatelet繼續深入研究燈籠鯊科的背部發光器,竟發現在其中兩種燈籠鯊,利用發光器來「警告」掠食者:用特化的發光器照亮背上的硬鰭棘,化被動防禦為主動警戒,明確告訴對方自己是「惹不得的,惹翻了是不好辦的(#`皿´)」!
A-E:背鰭與周圍發光器示意圖
G-I:縱切解剖面
J-L:橫切解剖面
首先介紹黑腹烏鯊,在牠的背鰭前緣處有一枚發光器(SAP, spine associated photophore),正對硬棘的方向,推測SAP是專門用來照亮硬棘的特化發光器。
另一組特殊的發光器則是在莫氏烏鯊背上,雖然沒有直接正對著硬棘的發光器,但在硬棘前端、左右兩側各有一組特化的發光器團(SBAP, spine base associated photophore)。
SBAP由數個發光細胞組成、成縱向排列,周圍由色素層包覆,上方則有數個調整光線散射的透鏡細胞(lens cell),整體來說就是個加長版的發光器。
SBAP解剖示意圖
AB:橫切與縱切
C:腹部發光器
E:SBAP
作者仔細比較腹部發光器與SBAP後,發現透過發光器排列位置與透鏡細胞的方向的搭配,SBAP光線的偏折角度恰好能不偏不倚的照射到後方的硬棘;
腹部發光器的光線就沒有類似的偏移角度,只是單純的向下照射。
黑腹烏鯊和莫氏烏鯊分別透過SAP與SBAP,照亮了兩背鰭前的硬棘,相當於是火拼前「亮出傢伙」,提醒掠食者攻擊前請三思,以減少自己被攻擊的風險,達到警戒作用(aposematism)的效果。
避敵之鋒芒,攻敵以之弱
雖然SAP和SBAP能有效的照亮作為防禦武器的硬鰭棘,但要有效防止掠食者攻擊,前提是這對硬棘能真能夠傷害到對方。
如果這對硬鰭棘對對方來說咬起來崩嘎脆(́◉◞౪◟◉‵),那這兩根硬刺就根本構不成威脅,頂多是增添口感又可以補充鈣質的開胃前菜惹。
Duchatelet另外在沖繩海域拍到一段影像紀錄,是深海中型鯊魚:尖吻七鰓鯊(sharp nose sevengill shark, Heptranchias perlo)攻擊斯普蘭烏鯊的實錄。
這隻飢腸轆轆的七鰓鯊曾兩度試圖咬住斯普蘭烏鯊,但最後都因硬棘咬不下去而鬆口,證明了燈籠鯊科的硬棘的防禦力,讓牠們在虎口下保有一線生機。
但是掠食者也不是傻子啊,惹不起你還躲不起你嗎ಠ౪ಠ。
在一些垂釣捕撈紀錄中,釣到背部以外部位嚴重受傷的莫氏烏鯊,包括尾部咬傷以及腹部撕裂傷,顯示這些掠食者知道攻擊時避開難啃的背部,照樣大啖這些燈籠鯊小不點(゚3゚)~♪。
(幫燈籠鯊QQ)
被攻擊的莫氏烏鯊的屍體
A:尾鰭被咬掉
B-D:腹部撕裂傷
透過Duchatelet的研究,我們更進一步認識了這些生活在深海的神祕發光鯊魚—燈籠鯊,如何透過背部發光器增加種間辨識度,以及特化的發光器作為spotlight、凸顯自己背上的防禦硬棘,在高調展現自我的同時不忘警告潛在的掠食者。
期待未來當深海旅遊成為可能時,有機會看到燈籠鯊們繽紛閃亮的走秀表演歐(ノ>ω<)ノ!