為了繁衍後代,這些長相奇特的動物連免疫力都不要了
對很多人來說,生活在深海的鮟鱇魚(anglerfish)充滿了神秘的色彩。一方面,這要歸因於它們的怪異長相;另一方面,它們的繁衍方式也令人稱奇。原來,鮟鱇魚的體型“男女有別”。和雌性相比,雄性簡直就是一個小不點。在異性相遇後,雄性會“掛”在雌性的身上,將兩者的組織融為一體,甚至共享血液循環,完全依賴雌性提供營養。
深海鮟鱇魚(Melanocetus johnsonii)的樣本。雌魚大約75毫米長,而雄魚只有23.5毫米長,依附在雌魚的肚子上(Credit:Edith A. Widder)
科學家們也管這種現象叫做“性寄生”(sexual parasitism)。對於雌性鮟鱇魚來說,它們對此倒並不介意——在深海中,兩條異性“金風玉露一相逢”的可能性本就不大,寄生反而能提高繁衍的成功概率。
然而對科學家來說,這種寄生現象卻讓他們產生了長達一個世紀的困惑——在大自然中,極少出現類似現象,這是因為動物的免疫系統會成為極大的障礙。我們都知道,無論是病原體,還是移植的器官,免疫系統都會將其視為異物,發起攻擊。那為何雄性鮟鱇魚可以無視雌性的免疫系統,安心寄生呢?
今日,頂尖學術期刊《科學》在線發表的一篇論文解開了這個謎題。
幾年前,來自德國和美國的科學家們開始研究鮟鱇魚的基因組,並把注意力放在了一類叫做主要組織相容性複合體(MHC)的分子上。這些分子普遍存在於細胞表面,也是免疫系統區分本體和異物的基礎。
有意思的是,在那些永久寄生的鮟鱇魚裡,那些編碼MHC分子的基因出現了嚴重缺失。此外,那些用於攻擊異物的殺手T細胞也出現了極大的減少。這些結果表明鮟鱇魚的免疫系統,與其他脊椎動物有著不同。
後續的研究也證實了鮟鱇魚的“異常”。除了以上提到的變化外,鮟鱇魚體內由抗體介導的免疫力也明顯受損。對於人類來說,這意味著致命的免疫缺陷。鮟鱇魚又是怎麼活下來的?
雌性鮟鱇魚(Photocorynus spiniceps)的樣本,約46毫米長。背部有一條雄魚,體長只有6.2毫米(Credit:Theodore W. Pietsch)
研究人員們推斷說,無論是MHC、殺手T細胞、還是抗體,都是後天免疫系統裡的重要成員。既然鮟鱇魚的“後天不足”,還是要靠“先天來補”,需要一個更強大的先天免疫系統。
這個發現也改變了我們對免疫系統的認知:過去人們相信,先天免疫系統和後天免疫系統一旦在演化過程中確定下來,就不會再輕易遺失,因為生物可能無法承受嚴重的後果。而鮟鱇魚表明,儘管經歷了幾百萬年來的演化,脊椎動物依舊可以不靠後天免疫系統生存。在過去,這被認為是不可想像的。
接下來,科學家們希望搞明白,這些鮟鱇魚的先天免疫系統需要強化到什麼樣的程度,才能維持它們的生存。它們的奇妙繁衍特性,也有可能帶來更多關於免疫系統的洞見。從深海魚類到造福人類,這正是科學的奇妙之處。