這些魚有腿，但研究人員表示它們不僅僅用於行走

海知更鳥（Priionotus carolinus）。（圖片來源：阿尼克·格里森）

麻薩諸塞州劍橋 —深藍色的大海裡正在發生一些可疑的事情。在最近的一項研究中，科學家記錄了一種被稱為海知更鳥的特定魚類如何進化出腿。

海知更鳥很容易被稱為海洋中的怪人。大多數魚類都有鰭和鰓，但這些生物更進一步，進化出了全新的器官。是魚胸鰭的延伸，使它們成為其他魚類中受歡迎的生物。它們的腿使海知更鳥很容易找到並發現埋藏的獵物，以至於其他魚類在它們周圍徘徊並掠奪它們的食物供應。

“海知更鳥是具有非常不尋常、非常新穎特徵的物種的一個例子，”哈佛大學博士後研究員、研究合著者科里‧阿拉德 (Corey Allard) 在媒體新聞稿中說道。

2019 年，當作者觀察到海知更鳥引起了阿拉德的注意時。

？我們想用它們作為模型來問，「你如何製作一個新的器官？？？

與其他研究實驗室合作，發表在現代生物學 研究了幫助海知更鳥長出腿狀附肢的遺傳學以及它們如何利用腿來生存。研究結果也確立了海知更鳥作為發展獨特性狀的演化模式。

首先，阿拉德想知道這些腿是什麼。雖然腿通常用於行走，但科學家長期以來一直懷疑海知更鳥的腿。然而，這一理論從未得到證實。他的團隊進行了多項實驗，觀察圈養的海知更鳥即時捕食。

海知更鳥在游泳和“步行”之間切換？當它們抓撓沙子尋找埋藏的獵物，如貽貝和其他貝類時。儘管沒有視覺線索，它們仍然可以輕鬆檢測獵物和含有單一化學物質的埋藏膠囊。研究結果表明，腿是機械和化學刺激的一種觸角。

除了他們的發現之外，研究人員還發現，並非所有海知更鳥的腿狀附肢都具有相同的感覺能力。透過一次運輸事故，科學家們收到了不同種類的海知更鳥？埃沃氏原蟲？看起來就像他們之前研究的原始內容（卡羅萊納松）但表現不同。P. 飛行並探測沙子表面，但不要挖掘。

研究人員發現兩種海知更鳥的腿形狀略有不同。那些用腿挖掘的人的腿呈鏟子狀，上面覆蓋著乳突或有助於抓握的小結構，類似於我們味蕾上的凸起。用腿移動而不是挖掘的魚的腿是桿狀的，沒有乳突。

該研究還分析了不同物種和時間的海知更鳥腿的組成。研究發現，挖掘腿是最近的演化特徵，因為這種特徵只在海知更鳥生活的少數發現。此外，第二項研究的重點是表達腿狀附屬物的遺傳學。研究人員使用轉錄組和基因編輯等遺傳工具來檢查哪些基因參與海知更鳥腿部的形成和功能。他們也培育了具有不同腿形狀的雜交種，以密切研究這兩種海知更鳥之間的遺傳差異。

“我認為從行為的描述，到分子的描述，再到對物質的描述是非常罕見的。”,?哈佛大學分子與細胞生物學系教授、研究的合著者尼古拉斯‧貝洛說。 “我認為這是一個很好的藍圖，說明人們如何提出一個科學問題，並以好奇和開放的心態嚴格遵循它。”

論文摘要

方法論

研究人員對一種名為海知更鳥的獨特魚類進行了實驗，這種魚類已經發展出專門的腿狀附肢。這些附肢用於行走和感知環境，特別是定位隱藏在沙子下的獵物。科學家透過設置受控環境來測試這些魚找到隱藏食物的能力，將魚放置在埋有獵物的水箱中。

他們也利用電生理學來記錄魚腿中的感覺神經如何對物理觸摸和化學訊號做出反應。此外，還進行了不同海知更鳥物種之間的遺傳分析和比較，以了解這些感官能力是如何演化的。

主要結果

研究發現，海知更鳥利用腿狀附肢尋找隱藏在沙子下的食物。這些腿配備了感測器，可以檢測獵物的觸摸和釋放的某些化學物質。具有特殊腿的魚，與該物種一樣卡羅萊納普里奧諾托斯與沒有這些專門腿的其他物種相比，它們更擅長尋找隱藏的食物。研究人員發現，腿部的特殊感覺細胞使魚對化學物質更加敏感，這有助於它們定位獵物。