2009-02-25

研究者解決桶眼魚之謎

Researchers solve mystery of deep-sea fish with tubular eyes and transparent head
http://www.mbari.org/news/news_releases/2009/barreleye/barreleye.html

Monterey Bay Aquarium Research Institute(MBARI)的研究者最近解決了一個持續半世紀的魚類之謎,那是一種具有管狀魚眼以及透明頭部的魚。自從大鰭後肛魚(Macropinna microstoma)這種「桶眼魚(barreleye)」首度在 1939 年被描述以來,海洋生物學家已知其管狀眼在收集光線方面非常優異。然而,這些眼睛被認為固定在一處,而且不管在看什麼東西時,似乎只直接在這種魚的頭上提供「隧道視覺」的視野。Bruce Robison 與 Kim Reisenbichler 的一篇新論文證明,這些不尋常的眼睛能在覆蓋住魚頭的透明防護罩內轉動。這讓桶眼魚能盯著潛在獵物瞧或向前聚焦看看牠正在吃什麼。

深海魚已利用各種令人讚嘆的方式適應牠們漆黑的環境。數種在後肛魚科(family Opisthoproctidae)中的深水魚類物種被稱為「桶眼魚」,因為牠們的眼睛為桶形。桶眼魚通常生活在深處,在此來自於表面的陽光已消失到近乎全黑。牠們使用超敏感的管狀眼來搜尋獵物掠過頭上時的黯淡剪影。

雖然這種管狀眼在收集光線上相當優異,不過它們的視野非常狹隘。此外,到目前為止,絕大部份的海洋生物學家認為桶眼魚的眼睛固定在其頭部中,讓牠們僅能往上瞧,這將使牠們不可能看見正好在牠們跟前的東西,而且以牠們小型的、尖頭的嘴,要捕獲獵物會相當困難。

Robison 與 Reisenbichler 使用 MBARI 的遠端操作載具(remotely operated vehicles,ROVs)來研究正好在中加州近海深處水域的桶眼魚。在在海面下 600 - 800 公尺處,ROV 攝影機通常顯示這些魚在水中懸浮不動,牠們的眼睛在 ROV 明亮光線下發出鮮明的綠光。這段 ROV 錄影也揭露這些魚先前未被描述過的特徵 -- 牠的眼睛由一種透明的、充滿液體的防護罩所圍繞,那覆蓋在魚的頭部。

這種魚最新的描述與描繪並沒有顯示出牠充滿液體的防護罩,或許當這種魚在深處從網中被帶上來時,這種脆弱的結構被摧毀了。然而,Robison 與 Reisenbichler 無敵幸運 -- 他們能將一隻被網住的、活著的桶眼魚帶往表面,牠在舷側水族箱中活了幾個小時。

在這種受控制的環境中,研究者們能確認他們在 ROV 影片中看見什麼東西 -- 這隻魚從水平轉到垂直位置時,牠會轉動牠的管狀眼。

除了牠們驚人的「頭盔」外,桶眼魚在適應深海生活上有其他種種有趣的變化。牠們龐大、扁平的鰭讓牠們能在水中維持近乎不動,以及在機動時能非常精確(非常像 MBARI 的 ROVs)。牠們的小嘴指出,牠們捕捉小型獵物上能非常精確且具有選擇性。在另一方面,牠們的消化系統非常龐大,那指出牠們可以吃各種小型浮游動物以及水母。事實上,在二隻被網住的魚的胃內有水母的碎片。

在記錄與研究桶眼魚獨特的適應力後,Robison 與 Reisenbichler 發展出一套關於這種魚如何生活的可行假說。絕大多數時間,這種魚懸在水中靜止不動,其身體呈水平狀態,而牠的眼睛往上瞧。其眼睛當中的綠色色素也許將直接來自海面的陽光濾除,幫助桶眼魚專注在頭頂上的水母或其他動物所發出的生物光。當牠發現獵物時,牠會將牠的眼睛轉向前方,並且往上游,進入進食模式。

桶眼魚與其他許多不同類型的水母共享深海環境。某些最常見的是 Apolemia 屬當中的管水母類動物(siphonophores,又稱 colonial jellies)。這些管水母類動物可以長成超過 10 公尺長。如同活生生的、漂浮的網子,牠們拖曳著數千個如刺般的觸手,牠們捕捉橈足類動物(copepods)與其他小型動物。研究者們懷疑,桶眼魚會在管水母類動物的觸鬚之間謹慎地伺機而動,抓走落單的生物。這種魚的眼睛會旋轉以幫助魚兒的眼睛能「盯住獎品」,而這種魚透明的防護罩能保護牠們的眼睛不受管水母類動物的刺細胞傷害。

Robison 與 Reisenbichler 希望能進行更進一步的研究,以找出他們關於 Macropinna microstoma 的發現是否也適用在其他具有管狀眼的深海魚身上。桶眼魚這種奇異的生理學適應力,困惑了幾個世代的海洋學家。那只有在現代水底機器人出現後,才能夠在牠們原本的環境中觀察這樣的動物,也因此才能完全理解這些生理學上的適應如何幫助牠們存活。

※ 桶眼魚的影片詳見原站,請先安裝 Flash player 10,相關報導:

* Macropinna microstoma and the Paradox of Its Tubular Eyes
http://dx.doi.org/10.1643/CG-07-082
Bruce H. Robison and Kim R. Reisenbichler
Copeia, Volume 2008, Issue 4 (December 2008), pp. 780–784
DOI: 10.1643/CG-07-082
* DNA evidence is in, newly discovered species of fish dubbed H. psychedelica (Video)
http://www.physorg.com/news154711919.html

Histiophryne psychedelica 是另一種兩眼直視的魚。

怪魚(長頭胸翼魚)之眼利用鏡子使光線聚焦
蜜蜂眼中的花瓣具彩虹色與人眼所見不同

2 則留言:

Tommy 提到...

可否透漏你的職業,以前讀什麼科系的?

fsj 提到...

唔,我得要學學雲南伯:不便說明 XD 還是把焦點放在那些文章上吧。