這是一隻長75毫米的雌性黑角鮟鱇，它的腹部連著一隻長23.5毫米的雄性黑角鮟鱇。圖片來源：Edith A. Widder

鮟鱇魚（anglerfish）一直是深海中神秘的存在，這不僅(jin) 因為(wei) 它怪異的長相，更因為(wei) 它過分奇特的交配方式。

在我們(men) 所知的近170種鮟鱇魚中，某些種類的雄性鮟鱇魚似乎隻為(wei) 了嗅出它們(men) 的伴侶(lv) 而活。一旦找到雌性鮟鱇魚（可能是雄魚體(ti) 積的60倍），雄魚便會(hui) 緊緊咬住雌魚的肚子。隨後，雄魚的嘴會(hui) 先開始溶解，把它和它的“新娘”結合在一起。最終兩(liang) 者的組織融為(wei) 一體(ti) ，甚至共享血液循環。雄魚與(yu) 雌魚交配後，雄魚的內(nei) 髒會(hui) 迅速萎縮，隻剩下一對球根狀的睾丸，睾丸周圍有鰓，從(cong) 雌魚的側(ce) 麵突出來，就像一個(ge) 裝滿精子的掛包。自此，雄魚將完全依賴雌魚提供營養(yang) 。

這種奇特的交配繁殖方式被稱為(wei) “性寄生”（sexual parasitism）。對於(yu) 生活在漆黑深海裏的鮟鱇魚，雌雄魚相遇的概率非常小，這種一旦相遇便“吃定”不鬆口的繁殖方式，反而能大大增加繁殖成功的概率。

但是我們(men) 都知道，無論是病原體(ti) ，還是移植的器官，免疫係統都會(hui) 將其視為(wei) 異物，發起攻擊。例如人類器官移植前，需要嚴(yan) 格檢測供體(ti) 和受體(ti) 組織類型的匹配度，接受外來器官的患者還需要服用免疫抑製藥物，才能確保移植器官長期存活。

那為(wei) 何雄性鮟鱇魚不受雌魚免疫係統排斥，安心寄生呢？

近日，發表於(yu) Science的一項研究解開了這個(ge) 謎題。研究發現，那些可以與(yu) 配偶融合的鮟鱇魚，基因組中與(yu) 適應性免疫有關(guan) 的關(guan) 鍵基因發生了根本性變異，使得鮟鱇魚缺乏適應性免疫。在演化過程中，與(yu) 抗體(ti) 生成、殺傷(shang) T細胞相關(guan) 的基因發生突變可能為(wei) 鮟鱇魚奇特的生殖方式鋪平了道路。但對科學家來說，在免疫缺失的情況下，鮟鱇魚如何在深海中保護自己免受病原體(ti) 侵害是一個(ge) 需要深入探討的問題。

該研究的作者，德國馬克斯·普朗克免疫與(yu) 表觀遺傳(chuan) 學研究所的免疫學家托馬斯·伯姆（Thomas Boehm）及其團隊一直想知道這些鮟鱇魚是如何在個(ge) 體(ti) 之間進行身體(ti) 融合的，於(yu) 是他們(men) 著手分析了它們(men) 的基因組。來自深海的生物樣本很難獲得，但是在美國華盛頓大學深海鮟鱇魚專(zhuan) 家西奧多·皮奇（Theodore Pietsch）的幫助下，該團隊從(cong) 幾個(ge) 標本收集處獲得組織樣本。

伯姆團隊對涵蓋了13種深海鮟鱇魚的31個(ge) 樣本進行了DNA測序，其中有4個(ge) 物種通過短暫依附進行交配，還有6個(ge) 物種會(hui) 永久融合——有3種是一對一融合，還有3種是多個(ge) 雄性與(yu) 一個(ge) 雌性融合。為(wei) 控製變量，研究小團隊同時檢測了3種不通過融合進行交配的鮟鱇魚作為(wei) 對照。

研究者們(men) 關(guan) 注了一些在適應性免疫反應中起關(guan) 鍵作用並具有代表性特征的基因。MHC蛋白是區分個(ge) 體(ti) 間差異的細胞表麵分子，能使T細胞區分自身細胞和外來細胞。同時，MHCI類蛋白能夠在組織移植中驅使殺傷(shang) T細胞攻擊外來細胞。因此，研究團隊研究了編碼鮟鱇魚主要組織相容性複合體(ti) MHC I類和II類蛋白的基因。

有趣的是，6種與(yu) 伴侶(lv) 永久融合的鮟鱇魚MHC基因都出現了顯著的變化，特別是在多隻雄魚和一隻雌魚融合的種類中，MHC基因的變化更為(wei) 顯著。同時，研究人員還發現與(yu) MHC I類蛋白相互作用、編碼殺傷(shang) T細胞受體(ti) 的基因也發生了改變。例如，6個(ge) 永久融合種中，編碼殺傷(shang) T細胞受體(ti) 的兩(liang) 個(ge) 基因完全缺失，這表明，降低 T 細胞的攻擊性對不同鮟鱇魚個(ge) 體(ti) 融合是必不可少的。

6.2毫米長的雄性鮟鱇魚寄生融合在46毫米長的雌性鮟鱇魚背上。 （圖片來源：Theodore W. Pietsch/華盛頓大學）

在組織移植過程中，抵抗外來組織的抗體(ti) 會(hui) 引起患者的並發症，因此研究小組還研究了與(yu) 抗體(ti) 形成相關(guan) 的一些基因。雖然這些基因中的大部分在大多數鮟鱇魚體(ti) 內(nei) 都是完整的，但他們(men) 發現產(chan) 生特異性抗體(ti) 的 aicda 基因在所有能夠融合的鮟鱇魚體(ti) 內(nei) 都有所缺失，而在 3 種對照魚體(ti) 內(nei) 卻完好無損。除此之外，rag 基因也與(yu) 抗體(ti) 形成相關(guan) ，在多隻雄魚與(yu) 一隻雌魚融合的物種中，rag 基因積累了有害的突變，而在一對一融合物種中 rag 基因卻相對完整。

研究小組指出，總的來說，配偶之間的融合越多，適應性免疫基因的變化也就越多。雖然短暫融合似乎隻需減少抗體(ti) 反應，但永久的一對一融合似乎與(yu) 殺傷(shang) T 細胞功能的減弱有關(guan) 。在有多個(ge) 配偶相融合的情況下，適應性免疫將產(chan) 生更多變化，比如抗體(ti) 反應遲鈍、rag 基因缺失等。

倫(lun) 敦大學的免疫學家和病毒學家阿爾貝托·法薩提（Ariberto Fassati）雖未參與(yu) 這項研究，但他認為(wei) 這項研究的結果驚人。許多科學家認為(wei) ，免疫係統一旦建立，就隻會(hui) 朝著一個(ge) 方向演化，“變得更加具有適應性和特異性”他說，“但實際上如果演化壓力合理，失去適應性免疫的力量也是可能的。”據他所知，深海鮟鱇魚是脊椎動物中第一個(ge) 喪(sang) 失適應性免疫程度如此巨大的例子。

對於(yu) 大多數脊椎動物，缺乏適應性免疫是致命的。伯姆說：“出生時帶有rag基因突變的嬰兒(er) ，如果不通過骨髓移植接受治療，就會(hui) 重病或迅速死亡。”

在免疫缺失的情況下，鮟鱇魚如何在深海中保護自己免受病原體(ti) 侵害？伯姆推測，鮟鱇魚或已進化出其他一些免疫係統，或通過增強先天免疫機製以彌補所缺的適應性免疫。他推測，也許鮟鱇魚可以通過持續表達幹擾素使它們(men) 的身體(ti) 處於(yu) 持續的警戒狀態，並使病毒和其他病原體(ti) 難以感染。他說，研究一些鮟鱇魚在失去適應性免疫後如何應對病原體(ti) 侵染，有助於(yu) 為(wei) 免疫缺陷患者找到治療方案。

美國得克薩斯農(nong) 工大學的進化生物學家吉爾·羅森塔爾（Gil Rosenthal）認為(wei) ：“這項研究強調了基因組學革命除了讓研究人員研究模式生物，還能更多地探索地球生命的不同適應性。”劍橋大學的遺傳(chuan) 學家伊麗(li) 莎白·默奇森（Elizabeth Murchison ）則表示，“通過探索演化上的不同譜係，我們(men) 不僅(jin) 要學習(xi) 免疫學，還要學習(xi) 所有的生物學星空体育官网入口网站。你永遠不知道你將會(hui) 發現什麽(me) ，因為(wei) 大自然是如此的廣闊和多樣，非常特殊的生態位有如此多的適應能力。”

（圖片來源：Pixabay）

盡管鮟鱇魚先天免疫係統改善的細節還有待探索，但這項研究有助於(yu) 開發治療先天免疫功能或後天免疫功能受損的潛在策略，也可能為(wei) 克服人類免疫紊亂(luan) 開辟新的途徑。

作者：Katarina Zimmer

翻譯：劉平平

審校：魏瀟

引進來源：the-scientist

引進鏈接：https://www.the-scientist.com/news-opinion/for-mates-to-fuse-bodies-some-anglerfish-have-lost-immune-genes-67782


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