揭開百年謎團：小丑魚如何與海葵共舞而不被螫傷？

小丑魚與海葵的共生關係，一直是自然界中最引人入勝的互利共生範例之一。然而，長達一個世紀的謎團——小丑魚為何能安然無恙地穿梭於海葵的毒觸手之間，終於被科學家破解。來自沖繩科學技術大學院大學（OIST）的研究團隊，與國際合作夥伴共同發現，小丑魚的皮膚黏液中含有極低量的唾液酸（sialic acid），這正是它們不被海葵螫傷的關鍵。

這項發表於《BMC Biology》的研究指出，海葵自身的黏液中也缺乏這種糖類化合物，可能是為了避免自我螫傷。這意味著，小丑魚採用了類似的生化策略，讓它們能夠安全地與海葵共處。研究結合了糖生物學（glycobiology）和轉錄組學（transcriptomics）等多種方法，深入分析了小丑魚與非共生性雀鯛的黏液樣本，並利用液相層析技術分離和解析混合物中的成分。

唾液酸是一種在大多數生物體內自然存在的糖分子，對細胞間的相互作用和蛋白質通訊等細胞過程至關重要。先前的研究表明，這些分子可能觸發海葵的螫細胞釋放。有趣的是，科學家發現，雖然小丑魚的內臟器官（如大腦和腸道）中仍保持一定水平的唾液酸，但它們的保護性黏液層中的唾液酸含量卻遠低於非共生性雀鯛。

研究團隊還觀察到，多米諾雀鯛在幼年時期也能與海葵共處，並發現這些魚類在幼年階段的黏液中也顯示出較低的唾液酸水平。這表明，不同物種為了與海葵達成共生關係，可能演化出類似的適應機制。更令人驚訝的是，小丑魚的唾液酸水平與其發育階段密切相關。尚未準備好與海葵共處的幼蟲，其唾液酸水平正常，若接近海葵便會被螫傷。然而，當它們變態並發展出標誌性的白色條紋和亮橙色體色時，唾液酸水平下降，使它們能夠安全進入海葵。

「這項研究代表了一個重大突破，因為它是首次結合糖生物學與轉錄組學來探討這一機制的研究之一。」CRIOBE的研究員、OIST計算神經行為學單元的前研究員Natacha Roux博士解釋道。研究團隊提出了兩個主要假設，解釋小丑魚如何維持低唾液酸水平：一是它們的黏液分泌細胞表達高水平的酶，能夠切割唾液酸；二是黏液中的微生物群負責分解唾液酸。第二個假設得到了先前觀察的支援，即當小丑魚與海葵共處時，它們的細菌群會隨著時間逐漸趨同。

OIST海洋生態演化發育單元的負責人Vincent Laudet教授強調，這可能只是複雜共生關係中的一部分。其他因素可能包括魚鱗的厚度、物種之間的營養交換，以及海葵自身的調整。他表示：「這種關係是互利的，小丑魚獲得保護免受捕食者侵害，同時幫助防禦海葵並提供營養益處。」

未來的研究目標是透過操縱系統來提供最終的證明——使小丑魚對海葵的螫傷敏感，並使非共生性魚類對其產生抗性。然而，這在技術上具有挑戰性，目前仍在進行中。這項研究也標誌著法國國家科學研究中心（CNRS）與OIST之間新成立的國際研究實驗室合作的首篇重要論文。

參考文獻：Roux, N., Delannoy, C., Yu, S.-Y., Miura, S., Carlu, L., Besseau, L., Nakagawa, T., Sato, C., Kitajima, K., Guerardel, Y., & Laudet, V. (2025). Anemonefish use sialic acid metabolism as Trojan horse to avoid giant sea anemone stinging. BMC Biology. DOI: 10.1186/s12915-025-02144-8

資金來源：J-GlycoNet合作網路的聯合研究計劃、沖繩科學技術大學院大學、Shinka Grant Funding