百年演化之謎解開!魚類生物螢光竟源自1.12億年前
最新研究顯示,生物螢光現象(吸收高能光線並以較低能量波長重新發射)在脊椎與無脊椎動物界相當普遍,特別是在魚類身上。美國自然史博物館主導的兩項研究發現,魚類生物螢光至少可追溯至1.12億年前,其後更獨立演化超過100次,其中多數發生在珊瑚礁魚類身上。
美國自然史博物館博士生艾蜜莉・卡爾指出:「科學界早已發現從海龜到珊瑚等海洋生物普遍存在螢光現象,特別是在魚類身上。但要真正理解這些物種為何及如何運用這種獨特適應能力——無論是用於偽裝、捕食或繁殖——我們必須釐清背後的演化歷程,以及現存生物螢光的範圍。」
發表於《自然通訊》期刊的首篇研究中,團隊全面檢視已知具生物螢光特性的硬骨魚(佔現存脊椎動物最大宗),共確認459種螢光魚類,其中48種為新發現。研究顯示,海洋硬骨魚的生物螢光特徵獨立演化逾百次,最早可追溯至1.12億年前的鰻魚。
值得注意的是,珊瑚礁魚類演化出生物螢光的速率約是非礁岩物種的10倍。此現象在6,600萬年前白堊紀末大滅絕(非鳥類恐龍滅絕時期)後顯著增加。卡爾解釋:「此趨勢與現代珊瑚礁生態系興起及魚類快速拓殖相關,當時珊瑚多樣性因大滅絕大幅減少,現代珊瑚礁的出現可能促進了礁區硬骨魚螢光特性的多樣化發展。」
另一篇發表於《PLoS ONE》的研究則透過特殊攝影裝置,分析博物館魚類標本的螢光光譜。這些來自索羅門群島、格陵蘭與泰國的標本,展現出遠超預期的色彩多樣性——某些科別甚至呈現至少6種不同螢光峰值,對應多種色光波長。
博物館館長約翰・史帕克斯博士強調:「魚類螢光訊號系統可能比想像中更複雜多樣。這些研究證實生物螢光在海洋魚類中既普遍又具高度表現型變異。我們亟需瞭解這種特性在高度變異海洋譜系中的功能,以及其在物種分化中的作用。」
研究更指出,這些螢光分子在生物醫學應用極具潛力,包括疾病診斷與螢光導引治療等領域,可能催生新型螢游標記物的發現。
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參考文獻:
1. Carr EM 等(2025)《海洋魚類生物螢光的重複與廣泛演化》Nature Communications
2. Carr EM 等(2025)《海洋魚類生物螢光光譜的非凡變異》PLoS ONE