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你誤會了! 其實我不是…而是…

大海子
・2011/11/07 ・848字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 499 ・六年級

寄居蟹不是短尾類而是異尾類

一般來說,由海洋生物的名字大概可以猜出牠歸屬於那一個大類,如小丑魚、鯊魚屬於魚類;招潮蟹、毛蟹屬於螃蟹類。簡單來說,只要能顧「名」思「義」,大概就能猜出生物屬於那一類別。

但是再怎麼完善的規則也總有例外,生物的命名又取決於當初命名者對生物的認知,以致於現在有些種類不是名不符實、就是實不符名,令人訝異。如此名實不符的例子比比皆是,例如鯨魚聽起來就應該是魚類,但牠卻是跟人類一樣是以母乳哺育寶寶,不折不扣的哺乳類;水母的英文名字為Jellyfish,當初的命名者大概以為在水中會游泳的都是魚,於是第一眼看到牠的反應就將其歸類成魚類,但牠實則屬於刺細胞生物類。即使在一般人的認知中同屬一大類的生物,在分類學上也常常是不同的類別,如寄居蟹就不屬於一般認知的螃蟹大家族,螃蟹屬於短尾類,而寄居蟹則是異尾類。

河魨是生活在海中的物種

而實不符名的生物亦不在少數,海馬只因頭部長得像馬,名字中便被冠上馬字,卻是跟馬八竿子打不著,而是魚類,還是站著游泳的魚,與一般類橫躺著游的魚大不相同。不僅如此,有些生物種類名字還會產生誤解,如海中的”河”魨,名字中的河字會誤以為牠是生活在江河之中的淡水生物,但牠其實是生活在海中的種類,然只是因為人們最早在河裏發現牠,卻不知牠其實是由海中洄游到河裡,等到科學家發現真相之後,名字早已經積非成是,成為人們習慣的叫法了。

有果凍魚之稱的水母不是魚類而是刺細胞生物喔

生物的名字常充滿了傳奇性,背後也隱藏著不少有趣的故事,如果能在認識生物的當時,更進一步去探究名稱的由來,除了能獲得正確的科學知識外,也可以瞭解其文化上的趣味性。

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本文原發表於作者臉書網誌[2011-11-07]

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大海子
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希望以人文關懷的觀點,將海洋生物世界中的驚奇與奧妙, 透過多媒體的設計與展現,分享個人心得給社會大眾, 期望能引起更多人關心海洋的公共議題, 為保護海洋略盡一份心力。

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餐桌上的「香魚」哪裡「香」?各地文化中「香魚」的別名!——《一午二紅沙,三鯧四馬鮫》
貓頭鷹出版社_96
・2023/02/27 ・2149字 ・閱讀時間約 4 分鐘

香魚以香為名,到底是什麼香味?不要跟我說烤香魚很香!

根據中研院《臺灣魚類資料庫》,胡瓜魚科的「香魚」,分布在西北太平洋區域,包括中國、日本、韓國、琉球、台灣等。香魚是河海洄游魚類,可分兩種:一是降海型,春季從海灣回溯河川成長,秋季從河川游至海灣產卵,產卵後即死亡,因壽命一年故稱「年魚」;一是陸封型,只在淡水生長,體型較小,可產卵二至三次,壽命二至三年。

台灣原生香魚屬降海型,日本則降海型、陸封型香魚都有。在一九六〇年代,台灣因興建水庫、河川汙染等因素,阻斷香魚河海洄游,造成香魚絕種。後來,台灣從日本琵琶湖等處引進陸封型香魚,在水庫、溪流放養,因養殖成功,已能供應市場。

香魚屬於胡瓜魚科,主要分布於西北太平洋區域。

因獨特的「小黃瓜香氣」而命名為「香」魚

香魚在中國各地有很多俗名,例如在山東叫「春生魚」、「海胎魚」。「香魚」之名則來自浙東,因有獨特香氣而得名。

浙江《臨海縣志》:「香魚,鱗細不腥,春初生,月長一寸,至冬盈尺。赴潮際生子,生已輒槁。」

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浙江温州名山「雁盪山」有五珍:雁山茶、觀音竹、金星草、山樂官(一種已絕種的鳥)、香魚。香魚在清朝乾隆年間是貢品。

閩南則稱香魚為「溪鰮」。福建泉州《晉江縣志》:「溪鰮,浙東之香魚也,今溪中亦有之。」《漳州府志》也提到南靖、平和兩地山溪間的溪鰮為香魚。

如何較具體的來形容香魚的香味呢?香魚在台灣和中國大陸的中文科名都叫「胡瓜魚科」,應該源自香魚的日文科名「キュウリウオ科」,「キュウリ」的日文漢字是「胡瓜」,「ウオ」是日文的「魚」,所以「キュウリウオ」(kyuuriuo)的日文漢字就是「胡瓜魚」。

日本人為什麼稱之「胡瓜魚」呢?因為這種魚剛捕獲時,身上有「胡瓜」(台灣稱小黃瓜)的味道。我看網路資料,有人說野生香魚有西瓜、香瓜的味道。

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日文「キュウリウオ科」(漢字「胡瓜魚科」)下的アユ(ayu,Plecoglossus altivelis),這個名字,台灣人就知道是指香魚了!

日本人覺得香魚有「胡瓜(小黃瓜)」的香氣。圖/envatoelements

「鮎」中代表著佔有與勝利的吉兆

日文也用漢字「鮎」來稱香魚,但「鮎」在中國古代指鯰魚(英文 Catfish),日文也引用。為什麼後來改用「鮎」來稱香魚呢?主要有兩種說法:

一、「鮎」字拆開是「魚」+「占」,「占」有占領之意,符合《臺灣魚類資料庫》對香魚的描述:「具強烈領域性,強壯的成魚會占領一塊長滿藻類的大礫石,不准其他香魚靠近;如果有外來香魚侵入領域,則會用身體去撞擊,將其趕出。」

二、日本歷史傳說中的第一位女王「神功皇后」,即西元三世紀第十四代仲哀天皇的皇后,在征戰新羅(朝鮮半島東南的古國)前以釣魚「占卜」,結果釣到香魚,視為吉兆,故以同樣具有「占領」意味的「鮎」字,為香魚命名。

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日文改以「鮎」字來稱呼香魚後,就再造「鯰」字來代替「鮎」字,這兩個漢字的日文音讀都是ねん(nen)。後來,中文也跟著日文使用「鯰」字了。

香魚「𫙮」出的美味!

在台灣清代方志,香魚被稱為「甲魚」、「傑魚」、「𫙮魚」、「國姓魚」。台語「」音 kia̍t,與「傑」同音。

《諸羅縣志》(一七一七年):「甲魚,方言名傑魚。巨口,細鱗,無刺,形如鯔,味甚美,長者可六、七寸,出淡水武朥灣等社。」「北路之產,有臺、鳳所無者,如水沙連之茶,竹塹、岸裡之筀竹笋,淡水之甲魚,皆其美者也。」

《噶瑪蘭廳志》(一八五二年):「𫙮魚,出淡、蘭一帶,近內山者尤多。土人呼國姓魚,謂鄭成功至臺始有之。」

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《淡水廳志》(一八七一年):「𫙮,近內山溪澗甚多,俗呼國姓魚,偽鄭至臺始有之。」在日本時代,連橫《臺灣通史》:「𫙮,俗稱國姓魚,亦曰香魚,產於臺北溪中,而大嵙崁尤佳。」

《臺日大辭典》(一九三一年)也收錄「國姓魚」、「𫙮魚」,日文的解釋就是「鮎」(あゆ,ayu)。

根據上述資料,「國姓魚」之說,應該是台灣「鄭成功神話」的一例,因為台灣和福建本來都有香魚。

「𫙮魚」在清末成為淡水廳的地名「魚坑莊」,戰後改為「傑魚」,今新北市瑞芳區有「傑魚里」、「傑魚坑路」、「傑魚坑溪」(八分溪)等地名,據說古早時代有香魚聚集在此產卵。

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「𫙮」字從何而來?魚邊的「桀」是什麼意思?有人說香魚因領域性很強的習性,被比喻中國夏朝暴君「桀」,才稱魚,但這種說法似乎沒什麼說服力。

如果回到台灣清代方志最早稱香魚為「甲魚」、「傑魚」,先不論「甲魚」一般指鼈,台語「甲」有排序在前、優等的意思,「傑」有能力、出眾的意思,那麼先民以「甲」、「傑」來評鑑香魚的美味,也算合理。

——本文摘自《一午二紅沙,三鯧四馬鮫》,2023 年 2 月,貓頭鷹出版,未經同意請勿轉載。

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貓頭鷹出版社_96
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貓頭鷹自 1992 年創立,初期以單卷式主題工具書為出版重心,逐步成為各類知識的展演舞台,尤其著力於科學科技、歷史人文與整理台灣物種等非虛構主題。以下分四項簡介:一、引介國際知名經典作品如西蒙.德.波娃《第二性》(法文譯家邱瑞鑾全文翻譯)、達爾文傳世經典《物種源始》、國際科技趨勢大師KK凱文.凱利《科技想要什麼》《必然》與《釋控》、法國史學大師巴森《從黎明到衰頹》、瑞典漢學家林西莉《漢字的故事》等。二、開發優秀中文創作品如腦科學家謝伯讓《大腦簡史》、羅一鈞《心之谷》、張隆志組織新生代未來史家撰寫《跨越世紀的信號》大系、婦運先驅顧燕翎《女性主義經典選讀》、翁佳音暨曹銘宗合著《吃的台灣史》等。三、也售出版權及翻譯稿至全世界。四、同時長期投入資源整理台灣物種,並以圖鑑形式陸續出版,如《台灣原生植物全圖鑑》計八卷九巨冊、《台灣蛇類圖鑑》、《台灣行道樹圖鑑》等,叫好又叫座。冀望讀者在愉悅中閱讀並感受知識的美好是貓頭鷹永續經營的宗旨。

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推理系動畫毒殺利器!——認識致命的「河魨毒」
Evelyn 食品技師_96
・2022/01/21 ・3367字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/Evelyn 食品技師

早在兩千年前《山海經》就提到肺魚(河魨)[註 1]會毒死人;明代的《本草綱目》亦記載:「河魨有大毒,味雖珍美,食之殺人」,可知早在古代,大家就發現河魨肉的美味之處,也知道他擁有「劇毒」,甚至連動畫《名偵探柯南》都曾上演用河魨毒殺人的案件呢!(動畫第 226 ~ 227 集:戰鬥遊戲的陷阱)

河魨是媲美和牛的夢幻料理,為了一嚐美味連命都不要了!

在日本,河魨被視為珍饈佳餚,尤其河魨生魚片富含膠原蛋白、脂肪含量低、味道清爽鮮甜,口感爽脆帶勁,其美味足以媲美日本和牛,被認為是一生必吃一次的夢幻料理。

許多饕客無法抗拒河魨的美味,為了能嚐上那一口極品,即使冒著生命危險也在所不惜。史上因河魨送命的最知名案例,莫過於 1975 年日本國寶級歌舞伎演員八代目坂東三津五郎,在料亭師傅推薦下,吃了四份河魨肝(據說是河魨最美味的部位)後中毒身亡,成為食魨死士。

根據日本厚生勞動省統計,在 1959 年前,日本每年因河魨毒中毒死亡的人數超過 100 人,直至 1982 年後,中毒死亡人數才降至每年 10 人以下。主要是因日本政府推行「河魨料理廚師執照」,通過筆試與術科考取執照,才可以合法烹調河魨,使河魨毒中毒死亡率大幅降低。 

星斑叉鼻魨 Arothron stellatus(Bloch and Schneider)。圖/參考資料 1

相較之下,臺灣雖然沒有如此盛行吃河魨,但每年仍發生不少因誤食河魨而中毒的案例。筆者根據衛生福利部的歷年食品中毒資料統計,從民國 81 年至 109 年河魨毒中毒案件計有 33 案,患者總人數為 139 人,死亡總人數為 11 人,死亡率高達 7.9%。

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民國 81 年至 109 年河魨毒中毒統計資料。資料來源/衛生福利部

分析主要原因是漁品產銷人員及社會大眾辨識河魨能力不足,為此,民國 101 年衛生福利部食品藥物管理署出版「臺灣常見有毒河豚(魨)圖鑑手冊」,整理臺灣常見之有毒河魨(參考資料 1),提供漁品產銷人員及社會大眾參閱,故民國 101 年後的中毒案件及人數確實有顯著下降。

河魨毒素究竟有多強?和「麻痺性貝毒」非常接近!

1909 年,日本科學家首次從河魨卵巢中分離出毒素,命名為河魨毒素(tetrodotoxin; TTX)。1964 年後,日本科學家們確定 TTX 化學結構。TTX 分子式為 C11H17O8N3,分子量為 319 Da,為河魨毒中毒性最強的主要化合物,擁有許多結構類似物(structural analog)[註 2],分子量與毒性強弱依結構型態而有所不同。 

河魨毒素(tetrodotoxin; TTX)分子結構及其結構類似物。圖 / 參考資料 5

其中以 TTX 毒性最強,小鼠口服之半數致死劑量 LD50 是 334 μg/kg [註 3],跟麻痺性貝毒的毒性十分接近(蛤蚌毒素 LD50 為 263 μg/kg)[註 4]。且不論是化學特性、中毒機制、毒性或治療方式,皆與麻痺性貝毒非常相似。

當 TTX 進入人體內組織後,會阻塞神經末梢細胞上的鈉離子通道,使鈉離子無法進入神經細胞,膜電位無法去極化 (depolarization),動作電位無法產生,使神經元失去傳導功能,進而造成中樞神經、知覺神經及運動神經麻痺。尤其當毒素量高時,迷走神經、血管運動中樞至橫膈膜皆麻痺,最後蔓延至呼吸神經麻痺而死。

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TTX 潛伏期一般在 3 小時內(通常在 10 至 45 分鐘),潛伏期長短亦受進食毒素量影響。目前河魨毒中毒並無特殊之藥物可以使用,主要治療乃是支持性療法為主。如未產生呼吸衰竭,應不會造成死亡。但若患者已產生明顯之肌肉無力現象,則應隨時準備放置氣管插管,並以人工呼吸器幫助呼吸。亦可給予經稀釋的活性碳及輕瀉劑,以加速毒素排出。

而《名偵探柯南》動畫中,更是直接將河魨毒刺入人體動脈中,作用的速度和反應會比食用更快、更強烈。筆者估計死者應該當場暴斃,連症狀都來不及發生……也順便稱讚一下,那集茱蒂老師講解 TTX 的毒性資訊真的正確無誤喔!

這位是茱蒂老師(怕你忘記是誰)。圖/IMDb

河魨毒原來是細菌產生的!河魨怎麼不會被自己毒死?

河魨毒最早是發現於河魨因而得名,後來也被發現存在於其他脊椎生物中,包括蠑螈、蝦虎魚、箭毒蛙等;無脊椎動物包括海螺及章魚等。後來在河魨、有毒蟹類以及紅藻 Jania sp. 中篩檢出海洋菌株 Shewanella algaAlteromonas tetraodonis,並發現該細菌具有產生河魨毒的能力。

海洋菌株 Shewanella alga。圖/參考資料 5

後續有愈來愈多研究證實,河魨毒主要來源應是具產河魨毒能力之細菌,經由寄生或共生的方式,存在於生物體(如藻類、魚、蝦、蟹或貝等)中,河魨再透過食物鏈累積在其體內,而非河魨自己產生。河魨甚至還會刻意選擇具有河魨毒之生產能力的生物為食物,使毒素累積在體內,以肝臟、卵巢累積最多,腸道、皮膚次之,為一種特殊的防禦機制。

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此外,河魨的肌肉中,因含有河魨毒結合蛋白(TTX-binding protein),可包覆河魨毒,參與河魨毒的運輸,使河魨對毒素耐受性高,才不會被自己毒死。

  • 延伸閱讀:盤點海洋中的「毒系寶可夢」!河豚、貝類有毒不是 they 的錯 ft. 食品技師 Evelyn【科科聊聊 EP71】

這批有夠純!河魨毒除了可以止痛,還可以被海豚拿去「吸」?

想不到的是,身為天然劇毒的河魨毒對生物可不全然只有害,有研究指出河魨毒由於具有抑制神經傳導的作用,可能有機會應用於醫療用途呢!

動物實驗的結果顯示,微量的河魨毒可作為局部麻醉劑,合併其他麻醉藥物一起使用,可有效延長局部麻醉時間;作為止痛劑使用,也能有效減輕受傷所造成的發炎反應、肌肉疼痛及神經性疼痛,且無其他副作用,比起嗎啡(morphine)更溫和。

當然,以上河魨毒的醫療應用,於人體實驗還需要進一步的研究。

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另外英國《BBC》的自然紀錄片《荒野間諜》(Spy in the Wild)在南非拍攝到罕見的「海豚吸毒」景像。海豚們紛紛把河魨當成玩具亂丟亂甩,把河魨咬在口中「吸毒」,陷入恍惚的興奮狀態,並做出各種ㄎ一ㄤ到不行的行為,最後玩膩了才把河豚放走,是不是有夠像小屁孩呢!

海豚吸河魨毒影片截圖。圖/參考資料 7

不要拚死吃河魨!注意應避免食用來路不明的水產品

最後還是要呼籲,只要避免食用河魨或來路不明的水產品,即可有效避免河魨毒中毒。如果真的需要滿足口腹之慾而「拚死吃河魨」的話,建議先確認是否屬無毒魚種,並有效去除其內臟組織及皮膚。

若不幸食用河魨而中毒時,應先催吐使胃內容物排出,並儘速就醫,以免因中毒嚴重,造成呼吸衰竭而死亡。 

註解

  1. 河魨,常作河豚,古名肺魚。
  2. 「河魨毒」為 TTX 及其所有結構類似物的總稱;「河魨毒素」為 TTX;結構類似物(structural analog),是指一系列的化合物在主結構上大致相同,但部分結構會有一個或多個原子、官能基或子結構的不同,造成他們之間的化學特性可能不一樣,故河魨毒一系列類似物的毒性大小不會完全相同。
  3. 半數致死劑量(lethal dosage 50%; LD50),指在動物實驗中,使實驗動物產生百分之五十比例之死亡所需要化學物質之劑量。
  4. 麻痺性貝毒(paralytic shellfish poison)為一系列毒素總稱,其中毒性最強烈的毒素為蛤蚌毒素(saxitoxin)。

參考資料

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Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼食品生技研發工程師,個性鬼靈精怪,對嗅覺與味覺特別敏銳,經訓練後居然成為專業品評員(專業吃貨)?!因為對食品科學充滿熱忱,希望能貢獻微薄之力寫些文章,傳達食品科學的正確知識給大家!商業合作請洽:10632015@email.ntou.edu.tw

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規工欸!為何斷頭水母還是能吃東西?——解構「基轉水母」的神經迴路
Curious曉白_96
・2021/12/22 ・3671字 ・閱讀時間約 7 分鐘

人腦的神經運作向來難倒大批科學家,因為人腦擁有一千億個神經元,百億條以上的神經連結。如此錯綜複雜,就像打結成一團的毛線球,究竟該從哪邊開始解?這時,就要使出研究學者通用的訣竅——化繁為簡,越複雜的問題,就用越簡單的雛型為思考出發點。

因此,一群學者發現了一個「極簡風」的研究雛型——水母,那透明小巧的身軀,再結合特殊工具,讓牠們每條神經都發光。在我們的視野下,水母的神經「坦誠相見」,接著發現了很多有趣的現象……欲知詳情,就繼續給他看下去!

為何水母是絕佳的實驗對象

一般研究人類疾病的實驗室採用的實驗動物(也稱模式生物)無非是小鼠、黑猩猩、豬,因為這些動物與人類的親緣關係較近,生理機制也較為雷同。然而,為何研究神經系統,要拿與人類親緣關係一點都不近的水母來研究呢?研究學者對此給出解釋:一部分的學者認為所有生物的神經系統可能共享同一個神經科學原理,因此為了深入調查這個「共享通則」,相較於其他生物,水母小巧好操作,軀體透明好觀察。

最重要的是,牠體內的神經分布不像人腦如毛線球般集中​​在身體的某個部位,而是像一張漁網一樣「分散式」地遍佈全身,而這樣的神經系統優勢就在於即便將牠身體的一小部分獨立分離出來,這一部分仍能正常運行,例如網路火紅的迷因「歸剛欸」水母(影片一),即便水母的嘴被分離了,但這張「獨立的」嘴還是可以正常進食的呦!

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影片一:水母的身軀即便被分離,仍能正常運作。(此為不良示範,請勿隨意模仿、虐待動物!)影/YouTube

相形之下,人類神經細胞一旦離開人體就非常脆弱,在培養皿中一定要有足夠的營養才能支撐它存活(相信養過人類神經細胞的朋朋們一定懂當中辛酸)。因此,綜合操作難易度、觀察便利性、神經細胞的生存韌性,水母可說是作為研究神經系統模式生物的不二人選。另外,還有一個有趣的點即是水母沒有大腦、心、肺,那它究竟是如何進食的呢?以下揭曉答案!

如何研究水母的神經

早期為了研究水母的神經,通常採用單一神經元電生理紀錄(single-unit electrophysiological recordings),透過一個微小細尖的微電極靠在細胞膜附近,以記錄神經元產生的動作電位變化,但是這個方法只能看到單一神經元的狀態,而當水母在做出反應、活動時,都是由好幾個神經細胞們一同作用產生的,所以這個方法可說是見樹不見林,缺乏整體系統性的觀察。

因此科學家們又發明出了一個新方法——基因轉殖水母,要施展這個方法的第一步就是尋覓合適的研究主角,因此他們找到一種名為 Clytia hemisphaerica (圖一)的水螅綱水母,牠擁有嬌小體積(直徑約 1 釐米),且生命週期短,也擁有完整的基因定序,在實驗室操作的便利性極高,可謂是命定首選。

其中, Clytia hemisphaerica 還有更吸引人的一點,即是在進食時,其特定神經元會釋放一種特別的肽 RFamide(RFa)。為了追蹤這種肽如何影響水母的神經活動,一群學者決定將能發出紅螢光的 mCherry 基因質體(plasmid)與 Tol2 轉位酶(Tol2 transposase)[1]顯微注射入大量的水母受精卵當中,以便追蹤身體每一處細胞的位置,並挑選能夠強烈表現出紅螢光基因的受精卵,進而將牠們培養成成體(初代,F0)。這些成體會再跟牠們的親代進行雜交,透過遺傳的方式產生穩定表現轉殖基因的子代(F1),並讓這些子代維持無性繁殖,以維持基因表現的穩定性。

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除了在質體上裝載能讓細胞發紅光的 mCherry,學者也會在質體中放入特定基因,讓子代水母表現此種基因,並觀察此基因對水母進食行為帶來的影響。另外,若要探討神經動作電位,鈣離子的流動狀態一定是不可或缺的電位傳導指標,因此學者也會在質體中加入 GCaMP 這類鈣離子指示劑(calcium indicator)的基因[2],以追蹤後續水母在進行任何反應時神經細胞內鈣離子的濃度。當研究對象、研究工具都準備好了,就是學者大展身手的時刻啦!

圖一:名為 Clytia hemisphaerica 的水螅綱水母擁有嬌小體積(直徑約 1 釐米),且生命週期短,也擁有完整的基因定序,在實驗室操作的便利性極高。圖/Wikipedia

水母進食的神經迴路

水母的神經細胞並非每個都會釋放 RFamide,而是在特定的神經才會產生 RFamide (以下稱這些神經元為 RFa⁺ neuron),而這些 RFa⁺ neuron 分布在水母的神經網(nerve net)、嘴、神經環(nerve rings)及觸手,尤其在神經網的所有神經中約 80% 都是 RFa⁺ neuron,神經網也是 RFa⁺ neuron 最多的地方。學者透過免疫螢光染色發現 RFa⁺ neuron 會與連接放射狀肌纖維神經軸突結節(varicosities)相連而跟著形成放射狀。相較之下,不會產生 RFamide 的 RFa⁻ neuron 則是較為害羞的傢伙,神經元較小,缺乏明確的放射方向。由此可明顯看出,掌握水母行為的主導權主要落在 RFa⁺ neuron 身上,所以學者準備玩轉(殖)這個 RFa⁺ neuron,並進行以下兩種操作:

  1. 消除水母體內的 RFa⁺ neuron

學者為了消除水母體內的 RFa⁺ neuron ,特地在水母的 RFa⁺ 神經細胞中轉殖了硝基還原酶(nitroreductase, NTR)基因,硝基還原酶就像是遙控炸彈,當把這些轉殖基因水母浸泡在甲硝唑(metronidazole, MTZ)溶液(炸彈引爆器)中,便會使帶有硝基還原酶基因的 RFa⁺ 神經細胞產生細胞毒性而死亡,而 RFa⁻ neuron 不會受到影響。

當學者「炸」掉了水母的 RFa⁺ 神經細胞後,發現牠們捕捉獵物和進食能力變差了,不管是食物誘導或是用蝦提取物的化學誘導,水母的觸手完全無法抓取獵物,也無法摺疊身體將食物餵進其口腔內,但周遭肌肉功能正常,且水母仍能正常游泳和蜷縮。然而再將此類水母的下傘面(subumbrella)局部肌肉注入 RFamide,則會使局部肌肉收縮及邊緣傘面折疊。由此可知,水母的獵捕和進食能力主要還是得靠 RFamide 的力量。 

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圖二:Clytia hemisphaerica的生命週期。圖/ReseachGate
  1. 水母神經電位偵測器

為了追蹤水母體內的 RFa⁺ neuron 活動,學者另外也將一群水母的 RFa⁺ neuron 轉殖入鈣離子指示劑 GCaMP6s 基因及紅螢光 mCherry 基因,並將這群水母放入一個小空間,讓他們自然游動,或是將牠們包埋在瓊脂糖凝膠(agarose)中,並攤開牠們的傘狀結構,以便捕捉稍縱即逝的電傳導訊號。

學者將獵物蝦子放在水母身體周遭,發現水母起初最靠近蝦子的一側觸手會先產生電訊號,而這個電訊號會從水母身體邊界傳導至嘴巴,而且整個電訊號路徑會呈現扇形區域(如圖三),接著 RFamide 便會使這個扇形區域的肌肉收縮,讓觸手直接被向內折疊到嘴巴的位置,然後把蝦子吃掉。

圖三:水母在捕捉獵物時,神經傳導訊號路徑呈現披薩片形狀(扇形)。圖/A genetically tractable jellyfish model for systems and evolutionary neuroscience

揭露水母的進食行為:「肽」重要了

以上操作,讓科學家們更了解沒有大腦的水母們究竟是如何進食,也發現 RFamide 對水母們來說「肽」重要了!水母在地球上存在了 5 億多年,卻可以透過如此單一的神經傳導機制生存至今,不過……揪斗!或許,這個發現也可能只是冰山一角;或許,透過水母的神經研究的成果能帶給學者更多對於人腦神經運作的發想,就讓學者邁向這條偉大的航道,去挖掘神經科學中更多的奧秘吧!

註釋

  1. 通常注射入細胞中的質體上也帶有 Tol2 轉位酶基因,而一起被送入細胞的 Tol2 轉位酶(transposase)蛋白會催化此外送質體,並將 Tol2 轉位子活化且同時將外來的基因嵌入受體生物之基因組中,所送入的 Tol2 轉位子會持續跳躍和插入外來基因,直到 Tol2 轉位酶的活性消失或其 mRNA 完全降解為止。此方法常用於基因轉殖生物,主要特色便是外送基因傳承至子代幾乎沒有發生基因默化(gene silencing)的情況,具有高度穩定性,而且脊椎動物也通用此方法。
  2. GCaMP 鈣指示劑是綠螢光蛋白(GFP)、鈣調蛋白(calmodulin,CaM,又稱攜鈣素)及肌球蛋白輕鏈激酶 M13 的合成物。當與鈣離子(Ca²⁺)結合時,GCaMP 便會發出綠螢光信號,而螢光信號會隨著鈣離子濃度的變化而增長或消散。

參考文獻

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Curious曉白_96
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對於科學新知充滿好奇心,對於一切新知都想通曉明白,期許自己有一天能成為有所貢獻於社會的曉曉科學家!