死了也要隐藏自己，这条鱼是有多不服输
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今天的主角叫长棘毛唇隆头鱼（Lachnolaimus maximus），如果觉得这种鱼名字不太好记，它还有一个俗名，猪形鱼。因为它的嘴突起实在太像猪鼻，尤其侧颜和猪头几分相似，故得此名。
左图为猪形鱼，右图为猪 图片（左）来源：fishsound；图片（右）来源：baiajaku
不过今天不是来说它有多好吃，也不是说它为啥长得跟猪头一样。而是说它的一项“特异功能”：变色，而且死了还能变。
它变色，是因为皮肤“看见”了颜色
猪形鱼能变色这件事人们很早就知道了，和变色龙、章鱼的变色功能差不多，当这些鱼游过不同颜色的礁石、沙子、珊瑚时，它们体表的颜色会在几毫秒内发生变化，在白色、红棕色和这两种颜色的混搭色之间切换，以适应周围的颜色，更好和背景融为一体。
图片来源：参考文献
对于猪形鱼来说，变色不仅有伪装的功能，还有一定的社交属性，它们可以通过变色传递视觉信号，来互相沟通。（点这里看海洋动物是怎么聊天的）
但前几年，生物学家洛里安 · 施韦克特(Lorian Schweikert)在去佛罗里达群岛钓鱼时，发现了一件奇怪的事。她钓上了一条猪形鱼，顺手丢在了甲板上，不幸的是，没多久这条鱼就在甲板上归西了。但当施韦克特将鱼带回到冷藏箱时发现，在猪形鱼死后，它的体表颜色慢慢发生了变化，一部分变成了白色，也就是接近甲板的颜色。
看到这一幕的施韦克特十分惊讶，毕竟鱼都死了，还在试图伪装自己，死了的伪装还有什么意义呢？施韦克特忽然意识到，猪形鱼的变色可能不需要大脑来控制，也不需要用眼睛来观察“背景板”颜色，只需要皮肤“看到”颜色就能直接变化了。这几乎是一个全新的科学领域。
在接下来的几年里，施韦克特成为了杜克大学和佛罗里达国际大学的博士后，将“皮肤视觉”作为自己的研究方向，而研究材料自然是猪形鱼。2018年，施韦克特的研究团队从佛罗里达州海域捕获了几条猪形鱼，在圈养24小时后，对视网膜和皮肤组织进行采样，之后用转录组学进行测序分析。
结果在猪形鱼的皮肤组织里检测到了感光相关的基因，也就是说猪形鱼的皮肤确实可以“看”到东西，但它的工作原理和眼睛的不太一样。在之前的研究里，科学家也有对其他变色动物，比如墨鱼和章鱼做过类似的实验，在它们的皮肤里也发现了感光相关的基因，皮肤的感光分子通路和眼睛的感光信号通路是一样的。
首先，章鱼的眼睛接收到外界光线的刺激，将视觉信息传递给大脑。之后，章鱼的大脑根据视觉信息和其他因素来决定要变成什么颜色和纹理，然后向皮肤下的神经节发送相应的神经信号。
接下来，神经节将神经信号分发给皮肤中的各个色素细胞和虹彩细胞，使它们收缩或舒张，改变其暴露面积和反射率。最后，色素细胞和虹彩细胞通过组合不同的颜色和亮度，形成与周围环境相匹配或相反的皮肤效果。
改变颜色的章鱼 （图片来源：Flickr/Klaus Stiefel）
但猪形鱼却不太一样，它的皮肤依赖于另一条信号通路来感知光线，是一种涉及环腺苷酸的连锁反应。这一切都不需要用到大脑，也不需要用眼睛去看，所以即便猪形鱼的大脑死掉了，只要它的皮肤细胞还没有死掉，就可以通过皮肤感知到周围的环境颜色，变成与之相近的颜色。
变色过程就是色素颗粒的运动过程
虽然死鱼变色的问题貌似解决了，但更多的只是基于基因组学的分析，并没有从细胞学的角度做实验分析。2023年8月22日，施韦克特的研究团队在《自然通讯》上发表了关于猪形鱼变色的进一步研究，这次不再是从基因组学进行分析，而是对皮肤细胞进行观察实验。科学家从猪形鱼的不同部位取下皮肤样本，然后放到显微镜下观察。下图中，左边是变成白色的皮肤样本，右边是变成红棕色的皮肤样本。
图片来源：参考文献
在显微镜下，左边猪形鱼的皮肤就像一幅水彩画，上面由数不清的不同颜色的色点构成。每一个色点都是一个色素细胞，有的色素细胞里有黑色色素颗粒，有的则是红色，有的是黄色。
当这些色素颗粒运动起来的时候，皮肤的颜色也随着色素的移动发生改变。当颗粒在细胞内扩散时，皮肤颜色看起来更深，变成红棕色；当颗粒聚集在一起时，细胞的大部分区域颜色就会变淡，变成左图中比较透明的颜色。简单来说，色素颗粒的运动便是猪形鱼的变色过程。
图片来源：Wikipedia
那猪形鱼为什么能感知到外界光线？这种特殊的细胞在哪呢？细胞能感知到外界的光线，它里面肯定得有视蛋白。所以只要检测到视蛋白，就知道哪些皮肤细胞可以感知到光线。
科学家使用一种称为免疫标记的技术来定位皮肤内的视蛋白。他们发现，在猪形鱼皮肤中，那些会变色的色素细胞中并没有视蛋白。不过，他们通过透射电子显微镜，在猪形鱼的色素细胞下方找到了一种之前没有发现的细胞类型，里面充满了视蛋白。换言之，光线得先穿过色素细胞，才能到达视细胞，继而被“看到”。
图片来源：Wikipedia
当然，猪形鱼皮肤的“看到”和眼睛的看到还是不太一样，毕竟后者可以在大脑形成图像，而对于前者，科学家还没有任何证据来证明这点。只能说皮肤对光线的感知更像一种感光反馈机制，一旦监测到了外界颜色发生了变化，皮肤的色素颗粒也会进行运动微调。
猪形鱼并不需要思考经过一片多彩珊瑚的时候要变成什么颜色，因为整个过程都被皮肤安排好了。如果用游戏的概念来解释，这一变色机制就像被动技能一样，并不需要主动释放来得到。
也许有一天，人类搞懂了这种被动感光机制，可以将其应用到更多人类科技上。而这一切的源头只因科学家钓到了一条猪形鱼，它在甲板变了颜色。
参考文献：
https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-018-1254-4
https://www.nature.com/articles/s41467-023-40166-4
作者：苏澄宇
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