夏威夷短尾乌贼（Euprymna scolopes）Margaret McFall-Ngai
光能提醒人们注意。聚光灯能指出舞台上的重要部分，或者照亮逃跑中的罪犯。电影院里手机屏幕发出的光会很快暴露手机主人的不恰当行为。光会发现隐藏在黑暗中的东西。通常都这样。
但是夏威夷短尾乌贼（Euprymna scolopes）却采用了一种颠倒的伪装策略。这种手掌大小的软体类夜行动物，生活在全球海岸线的浅水区，会在黑暗的掩护下捕食虾类。影子经常成为它的麻烦。因为即使是在最黑暗的夜晚，从水底观看，在散射了月光与星光的周边水体中，它的身体也会有一个明显的八条腿的剪影——这就会被在海底巡游并学会了仰视的天敌所利用。但是这种乌贼有一个聪明的防御办法：在几乎漆黑的环境中，它们进化出了一种最违反直觉的伪装方式——发光。
夏威夷短尾乌贼通过发光将自己隐藏在星空里。对于在下方的天敌而言，乌贼与周围环境便混在了一起，无法分辨。研究了夏威夷短尾乌贼几十年的威斯康星大学学者Margaret McFall-Ngai说：“这就好象一个‘克林贡隐形装置’。”
发光是一种麻烦而耗能的努力。幸运的是，这些乌贼可以将工作“外包”。一种名为费氏弧菌（Vibrio fischeri）的发光菌株与它们结下了共生的合作关系。这些微生物负责生产伪装成星光的光子；乌贼则为这些细菌提供安全的生存场所以及糖和氨基酸等食物。
McFall-Ngai实验室的研究表明，乌贼会通过一种让人惊异的方式来确保它能够维持发光。无论对细菌还是乌贼来说，生产光线都是不容易的。“发光的成本很高。它要耗费细菌细胞5%的代谢能力。这非常多了，”McFall-Ngai说。由于发光对细菌来说是一项非常繁重的劳动，她和她的团队期望能够找到一些从乌贼身上获得好处，但又不生产光子的滥竽充数者。但是他们没有找到。事实上，当他们的团队将费氏弧菌体内的发光基因剔除，使之不再会发光后，乌贼就把这些吃白饭的家伙从身体内赶跑了。懒虫得不到好处，而且令人印象更深刻的是，这些软体动物会辨别每一个细胞，寻找那些违反了契约的共生菌，被赶跑的只有骗子。
夏威夷短尾乌贼这种检测偷懒者的非凡能力来自于它身体内的一个独特的结构，称为光器官，发光菌就居住在这里。McFall-Ngait和她的团队在检测了光器官的组织后，他们发现了一些独特的东西：它含有许多通常与眼睛相关的组织类型。其中最重要的是一种与视网膜相似的含有光敏蛋白的组织。当细菌发光时，光器官能够检测到光子，乌贼就会知道它的租户付了房租。乌贼的全能内眼确认了它不会被欺骗。
夏威夷短尾乌贼光器官的放大图像，显示了单个的费氏弧菌。Stabb, University of Georgia
乍一看，乌贼对它与费氏弧菌的共生合作有着非常大的控制权。但是McFall-Ngai实验室最新的研究猜测，这种关系更为复杂，这种微生物的控制欲可能比任何人意识到的还要强。
新的研究显示，生存在乌贼体内的细菌不仅仅是提供星光伪装——它们还会影响到乌贼的生物钟。乌贼体内的一组被称为隐光敏素的光敏蛋白（其它动物体内也有）已被确认是调节昼夜节律的关键因素。McFall-Ngai实验室的一位博士生Elizabeth Heath-Heckman发现，隐光敏素被两种基因所控制，分别称为Cry1和Cry2。她还发现Cry2能够增强对费氏弧菌发出的光的响应度，而Cry1则会对环境光作出回应。这很像你夜晚盯着智能手机的屏幕看会让你的身体以为现在还是白天一样，这些细菌能够用它们发出的光来控制它们宿主的生物钟。“通过影响隐光敏素，共生体有改变受Cry基因控制的所有下游基因活动方式的能力，”Heath-Heckman说。这可能会对乌贼造成大的影响；一些预测估计，在某种程度上，昼夜节律控制了所有基因中的10%。现在，这种改变使细菌和乌贼谁受益更多还不明确，或者这只是它们共生关系导致的一个奇怪结果而已。
Heath-Heckman对共生菌能影响宿主的昼夜节律的发现是这类发现中的首次，也已被其他实验所确认。对微生物影响宿主健康的认识还刚刚开始，但我们已经知道微生物对免疫系统的发育和维生素代谢等都有深远的影响。看起来它们的才能已经扩展到了给它们的宿主提供隐形装置和体内时钟了。
作者David Shultz是一位自由科学记者，专注于生物科学和传染病方向，当前正在波士顿大学研修科学新闻硕士学位。
原载：nautil.us
翻译：老孙
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