鱼类如何借助皮肤的光感受器变色

你是否想过有些鱼类如何能够根据周围的环境或者与其他鱼类交流而改变皮肤的颜色？科学家们发现，这些鱼类的皮肤有一种特殊的光感知能力，可以帮助它们调节颜色变化。在这篇博客文章中，我将介绍这项引人入胜的研究的背景、有趣的发现和细节。

颜色变化是许多动物共有的一种适应*行为，如头足类、两栖类、爬行类和鱼类等。它可以帮助它们通过调节体温、躲避捕食者、吸引配偶或者表达情绪等方式生存6,7,8。颜色变化是由一种特殊的皮肤细胞——色素细胞实现的，它们含有不同类型的色素，可以在细胞内重新排列来改变外观。例如，当色素细胞分散其色素时，它会暴露出下层的（通常是白色的）组织，使皮肤看起来更浅。当色素细胞聚集其色素时，它会遮盖下层的组织，使皮肤看起来更深或者有颜色。

许多能够变色的动物还具有皮肤光感知能力，也就是皮肤光感受性。这种感觉涉及一种叫作视紫红质（opsin）的蛋白质，它也存在于眼睛中，可以对不同波长的光作出反应。科学家们认为，皮肤光感受性可能有助于动物调节颜色变化，通过感知环境光或者监测自身皮肤颜色。然而，皮肤光感受性在颜色变化中的确切功能和机制仍然不太清楚。

来自杜克大学和其他机构的研究团队在一种能够变色的鱼类——猪鱼（Lachnolaimus maximus）中揭示了皮肤光感受性的工作原理。猪鱼是一种大型且有价值的珊瑚礁鱼类，可以在几秒钟内改变其皮肤颜色，从白色、红棕色到斑驳的图案（图1）。研究人员使用了各种技术，如免疫荧光、电子显微镜、光谱敏感度估计和微分光谱法，来检查猪鱼皮肤中SWS1视紫红质和色素细胞之间的结构和功能关系。