当前位置:首页 > 娱乐

《我擁群像》:微生物如何「雕塑」動物的身體?

文:艾德.楊

「你要找的擁群東西大概就像高爾夫球那麼大。」涅爾.貝基亞雷斯(Nell Bekiares)說。像微

我在威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)的生物塑動身體實驗室裡,仔細地盯著一個小水族缸。何雕它看起來空空如也,擁群我沒看到任何高爾夫球大小的像微東西,除了一層砂子外,生物塑動身體裡面一無所有。何雕

接著,擁群貝基亞雷斯用手在水中攪動了一下,像微有東西噴出一團黏稠的生物塑動身體黑色墨汁。原來是何雕隻夏威夷短尾烏賊(Hawaiian bobtail quid),雌性,擁群大小與我的像微拇指相當。貝基亞雷斯用碗把短尾烏賊舀起來,生物塑動身體牠四處亂衝,觸手伸長,鰭猛烈撲動,身體因為受到驚擾而像幽靈般蒼白。

當短尾烏賊平靜下來,觸手收在身體下方,身體從飛鏢的形狀變成像一顆大雷根糖。牠的皮膚也會改變,針尖般的各色小點,擴大成深褐色、紅色和黃色的扁平圓盤,周圍點綴著虹彩色的斑點。烏賊不再是白色,牠現在看起來像點描派畫家秀拉(Seurat)畫的秋色景緻。

「當牠們回復到這樣的棕色時,代表牠們的心情好轉,」貝基亞雷斯說,「牠現在是棕色,很不錯。通常雄烏賊會更暴躁,一直噴墨,一直噴墨,還會橫衝直撞。當牠們朝你的臉或胸口噴水時,代表牠一定是故意的。」

我喜歡。這烏賊很有個性,外型也十分漂亮。

我擁群像-夏威夷短烏賊Photo Credit: 臉譜出版
迷人的夏威夷短尾烏賊豢養著一種會發光的細菌,它能發出讓烏賊隱身的光芒,以躲避掠食者的攻擊。

雖然碗裡沒有其他動物,但短尾烏賊並不孤單。牠腹側的兩個腔室(發光器)充滿叫做費雪弧菌(Vibrio fischeri)的發光細菌投射出向下的亮光。這種光在實驗室的日光燈下太微弱,所以不太容易發現,但在短尾烏賊原本生活的夏威夷淺礁灘中,卻清晰易見。到了晚上,發光細菌發出來的光會和從夜空流淌而下的月光交融在一起,藏起烏賊的身形輪廓,使牠不被掠食者發現。短尾烏賊是沒有影子的動物。

從下方往上看可能很難發現短尾烏賊的蹤影,但是由上往下看卻很容易。你只要飛到夏威夷,等待夜幕降臨,戴著頭燈和網子涉過及膝的海水。如果你的反應夠敏捷,可以在日出之前捕撈到半打的短尾烏賊。被捕獲的短尾烏賊飼養或繁殖起來都很容易,「如果短尾烏賊能住在威斯康辛州,牠當然就可以住在任何地方。」負責這個實驗室的動物學家瑪格麗特.麥克弗爾-奈說。

麥克弗爾-奈既沉著優雅,又熱情洋溢,近三十年來一直研究短尾烏賊和牠身上的發光細菌。她將這對組合的地位提升成共生關係的典範,而在這個過程中,她自己也成為了共生研究者的典範。她的同事們形容她是一位直爽敢言的革新者、充滿熱情的滑板愛好者(想不到吧!),或是早在「微生物群落」成為人們琅琅上口的流行語之前,就已經是孜孜不倦的微生物擁戴者。

一位生物學家告訴我,「瑪格麗特談到微生物這個『新生物學』時,會變成『新!生!物!學!』這種模樣。」但她以前其實並不是這樣,是短尾烏賊改變了她的想法。

當麥克弗爾-奈還是名研究生時,她研究的是一種也帶有發光細菌的魚類。麥克弗爾-奈為之著迷,卻也因牠而感到很沮喪。這種魚無法在實驗室中繁殖,所以每一隻她經手的個體都已經有共生菌入住,她因此無法用來研究她真正有興趣的問題:共生伙伴第一次相遇時會發生什麼事?雙方如何建立連結?是什麼力量阻止其他微生物進駐到宿主身上?直到那天,一位同事對她說:「嘿,妳聽說過這種烏賊嗎?」

雖然胚胎學家熟悉夏威夷短尾烏賊,微生物學家熟悉牠身上的發光細菌,大家卻都忽略兩者之間的共生伙伴關係—但這種伙伴關係對麥克弗爾-奈來說正是重點。為了研究共生伙伴,她自己也需要一個「伙伴」,一個瞭解細菌的人來與她的動物學專業知識互補。這個人是涅德.盧畢(NedRuby)。「我大概是她找的第三個微生物學家,卻是第一個答應她的人。」盧畢說。

他們兩人先是在專業上合作,但不久之後,也開始了浪漫關係。盧畢悠哉悠哉的衝浪人性格與麥克弗爾-奈的女強人特質正好「陰陽互補」,正如一位他們的共同朋友告訴我的,那兩個人是「真正的共生」。今天,他們的實驗室相鄰,研究的物種—短尾烏賊—也相同。

短尾烏賊被養在一整排陳列於狹窄走廊的水族缸裡,這些水族缸一次總共可以住得下二十四隻。每當新一批的短尾烏賊送到時,實驗室主任貝基亞雷斯就會挑一個字母,讓所有學生替牠們取名。我之前見到的那隻「女士」叫Yoshi。Yahoo、Ysolde、Yardley、Yara、Yves、Yusuf、Yokel 和Yuk(這是位「先生」)分別住在相鄰的水族缸裡。「女士們」每兩週會有一次「約會之夜」,交配後,牠們會被留在一間育嬰中心,裡面的水缸裡擺滿PVC水管,在水管裡面產下數百顆卵。孵化的過程耗時數週。

當我們參觀育嬰中心時,看見架子上有一個塑膠杯,杯裡有幾十隻小烏賊在抖動,每隻身長約莫數毫米。十隻雌烏賊每年可以生出六萬隻小烏賊,這也是牠們成為如此受歡迎的實驗動物的原因之一。另一個原因則是:小烏賊出生時是無菌的。如果在野外,費雪弧菌在幾個小時內就會住進小烏賊體內。但在實驗室中,麥克弗爾-奈和盧畢可以控制要讓哪種共生菌進入小烏賊體內。

他們還可以把發光的蛋白質標在費雪弧菌的細胞上,以便觀察它們如何進入烏賊的發光器。這樣一來,研究人員就能見證共生關係的發生。


分享到:

京ICP备19007577号-5