用皮膚“看”世界的魚

說起看東西，我們的第一反應(yīng)都是用眼睛看。但長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚不同，它們不僅能用眼睛看東西，也能用皮膚“看”東西，甚至在死后還能通過皮膚里的感受器“看”到外部的世界并改變身體的顏色。

長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚長(zhǎng)得十分特別，它們的鼻子外形很像豬鼻子，當(dāng)它們用鼻子來搜尋藏在沙子中的甲殼動(dòng)物時(shí)，其翻動(dòng)沙子的動(dòng)作特別像豬用鼻子拱來拱去的樣子，所以它們又被稱作豬魚。

不過，長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚最特別的地方不是它們的鼻子，而是它們杰出的變色能力。長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚被稱為“水中變色龍”，能夠快速調(diào)整皮膚的顏色，甚至能在不到一秒鐘的時(shí)間里改變皮膚的顏色，使自己融入周圍珊瑚礁的環(huán)境中，或者將皮膚顏色變成鮮艷的顏色以趕走競(jìng)爭(zhēng)者。

長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚甚至在死后依然能變色。生物學(xué)家洛里安·施韋克特曾經(jīng)在美國(guó)佛羅里達(dá)群島釣起一條長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚，但這條魚離開水之后很快就死了，她便把死去的魚放在了甲板上。沒想到過了一會(huì)兒，她驚訝地發(fā)現(xiàn)這條長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚的皮膚顏色竟然變得跟甲板的顏色一樣。之前，科學(xué)家們認(rèn)為，章魚等軟體動(dòng)物能夠通過皮膚上的光感受器來探測(cè)周圍的環(huán)境，但科學(xué)家們還沒有在魚類身上發(fā)現(xiàn)過這一現(xiàn)象。而且長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚死后，其眼睛和大腦的視覺系統(tǒng)都已經(jīng)停止工作，皮膚竟然還能變色。洛里安·施韋克特猜想，難道長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚可以不依靠眼睛和大腦，只用皮膚“看”世界嗎？

就像我們用不同顏色的顏料，調(diào)出五彩繽紛的顏色一樣，長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚也會(huì)給皮膚“調(diào)色”。長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚體內(nèi)有不同的色素細(xì)胞，它們會(huì)通過移動(dòng)或改變這些色素細(xì)胞的相對(duì)大小來暴露或覆蓋其身體底部的白色組織，以此改變身體的顏色。于是，洛里安·施韋克特及美國(guó)北卡羅來納大學(xué)威爾明頓分校的研究員對(duì)長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚的變色能力展開了研究。他們測(cè)量了光對(duì)長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚不同部位的影響，并用顯微鏡詳細(xì)分析了長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚的皮膚，最終在長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚的色素細(xì)胞下發(fā)現(xiàn)了視蛋白SWS1。不同色素細(xì)胞的大小會(huì)影響抵達(dá)視蛋白SWS1的光線，而視蛋白SWS1會(huì)根據(jù)接收到的光線差異，對(duì)色素細(xì)胞進(jìn)行微調(diào)，讓皮膚顏色變成更接近周圍環(huán)境的顏色。

研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)棘毛唇隆頭魚能在至少三種顏色之間快速變化，它們通過在色素細(xì)胞中聚集和分散的色素顆粒來讓細(xì)胞變亮或變暗，以達(dá)到改變皮膚顏色的目的。

不少爬行動(dòng)物、魚類等都擁有快速改變膚色的能力，這有助于它們適應(yīng)環(huán)境溫度變化、提供偽裝等。如今，人們通過解析生物變色原理，或許能在不久的將來制造出基于這種原理的視覺傳感器，讓包括自動(dòng)駕駛汽車在內(nèi)的人工智能更簡(jiǎn)單、更快速地“看見”世界。

（注：本文根據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》刊載的文章及微信公眾號(hào)科普中國(guó)登載的文章整編。）