用皮膚“看”世界的魚

說起看東西，我們的第一反應都是用眼睛看。但長棘毛唇隆頭魚不同，它們不僅能用眼睛看東西，也能用皮膚“看”東西，甚至在死后還能通過皮膚里的感受器“看”到外部的世界并改變身體的顏色。

長棘毛唇隆頭魚長得十分特別，它們的鼻子外形很像豬鼻子，當它們用鼻子來搜尋藏在沙子中的甲殼動物時，其翻動沙子的動作特別像豬用鼻子拱來拱去的樣子，所以它們又被稱作豬魚。

不過，長棘毛唇隆頭魚最特別的地方不是它們的鼻子，而是它們杰出的變色能力。長棘毛唇隆頭魚被稱為“水中變色龍”，能夠快速調整皮膚的顏色，甚至能在不到一秒鐘的時間里改變皮膚的顏色，使自己融入周圍珊瑚礁的環境中，或者將皮膚顏色變成鮮艷的顏色以趕走競爭者。

長棘毛唇隆頭魚甚至在死后依然能變色。生物學家洛里安·施韋克特曾經在美國佛羅里達群島釣起一條長棘毛唇隆頭魚，但這條魚離開水之后很快就死了，她便把死去的魚放在了甲板上。沒想到過了一會兒，她驚訝地發現這條長棘毛唇隆頭魚的皮膚顏色竟然變得跟甲板的顏色一樣。之前，科學家們認為，章魚等軟體動物能夠通過皮膚上的光感受器來探測周圍的環境，但科學家們還沒有在魚類身上發現過這一現象。而且長棘毛唇隆頭魚死后，其眼睛和大腦的視覺系統都已經停止工作，皮膚竟然還能變色。洛里安·施韋克特猜想，難道長棘毛唇隆頭魚可以不依靠眼睛和大腦，只用皮膚“看”世界嗎？

就像我們用不同顏色的顏料，調出五彩繽紛的顏色一樣，長棘毛唇隆頭魚也會給皮膚“調色”。長棘毛唇隆頭魚體內有不同的色素細胞，它們會通過移動或改變這些色素細胞的相對大小來暴露或覆蓋其身體底部的白色組織，以此改變身體的顏色。于是，洛里安·施韋克特及美國北卡羅來納大學威爾明頓分校的研究員對長棘毛唇隆頭魚的變色能力展開了研究。他們測量了光對長棘毛唇隆頭魚不同部位的影響，并用顯微鏡詳細分析了長棘毛唇隆頭魚的皮膚，最終在長棘毛唇隆頭魚的色素細胞下發現了視蛋白SWS1。不同色素細胞的大小會影響抵達視蛋白SWS1的光線，而視蛋白SWS1會根據接收到的光線差異，對色素細胞進行微調，讓皮膚顏色變成更接近周圍環境的顏色。

研究發現，長棘毛唇隆頭魚能在至少三種顏色之間快速變化，它們通過在色素細胞中聚集和分散的色素顆粒來讓細胞變亮或變暗，以達到改變皮膚顏色的目的。

不少爬行動物、魚類等都擁有快速改變膚色的能力，這有助于它們適應環境溫度變化、提供偽裝等。如今，人們通過解析生物變色原理，或許能在不久的將來制造出基于這種原理的視覺傳感器，讓包括自動駕駛汽車在內的人工智能更簡單、更快速地“看見”世界。

（注：本文根據《科技日報》刊載的文章及微信公眾號科普中國登載的文章整編。）