I 2003 dissekerede Leo Smith en fløjlsfisk. Smith, en evolutionsbiolog ved University of Kansas, forsøgte at finde ud af forholdet mellem post-kindede fisk, en ordre, der inkluderer fløjlsfisker, hvevildfisk, stenfisk og den berygtede løvefisk. Da han arbejdede sig hen til fløjlsfiskens overkæbe, indså han dog noget mærkeligt - han havde problemer med at fjerne lachrymalben.
”På en normal fisk er der en lille smule bindevev, og du kan arbejde en skalpellinge mellem overkæben og denne knogle, ” minder Smith, hvis arbejde fokuserer på udviklingen af fiskegift og bioluminescens. ”Jeg havde bare en frygtelig tid på at prøve at adskille det. Da jeg endelig fik det adskilt, bemærkede jeg, at der var denne ting, der alt sammen er klumpet og ujævn ... det var den gang, det ramte mig, at det måtte være en slags låsemekanisme. ”
For at være retfærdigt ligner de fleste fløjlsfisk allerede tornede, uheldige mutanter, så et ekstra spyd er ikke rigtig så usædvanligt. Men i betragtning af at Smith har brugt mange år på at studere post-kindede fisk ( Scorpaeniformes ) - en orden, der får dets almindelige navn fra knoglepladerne, der findes på hver kind - ville du tro, han ville have bemærket en massiv, låsende øjespids før. Det havde han ikke gjort. Han og hans kolleger ville dubbe denne mærkelige nye opdagelse "lachrymal sabel."
(FYI: Lachrymal kommer fra det latinske ord for "tårer." Mens fisk ikke kan græde, er det stadig det tekniske navn på knoglen, der danner øjenkontakten.)
Smith og hans medforfattere i American Society of Ichthyologer og Herpetologer beskriver denne usandsynlige øjenhøjde for første gang i tidsskriftet Copeia - og rapporterer endda om en, der lyser fluorescerende grønt, et lille øjenlys. Forfatterne kan endnu ikke sige nøjagtigt, hvad bilaget er til. Men de hævder, at det har potentialet til at omarrangere Scorpaeniformes evolutionære træ og ændre det, vi ved om disse meget giftige fisk.
Fundet rejser også spørgsmålet: Hvordan pokker ignoreredes en glødende, låsende sværdlignende vedhæng så længe?
En art af stenfisk, den plettede ghoul (Inimicus sinensis), begravet i grusen. (Leo Smith) Det er let at gå glip af en stenfisk. Sandt til deres navn ligner de tæt klipper med brostensbelagte ydre, der spejler undervandsstuder eller koraller. Men gå på en, så glemmer du det aldrig.
Der er mere giftige fisk i havet end slanger på land - eller faktisk end alle giftige hvirveldyr tilsammen - men stenfisken er en af de mest giftige på planeten. At blive priket af en af disse marine monstre kan føles, som et uheldigt offer en gang udtrykte det, som at "slå din tå med en hammer og derefter gnide over den igen og igen med en neglefil." Mens det er usædvanligt, er dykkere endda døde efter sådan et møde.
Stonefish og deres kusiner er også vidunderlige ved camouflage. Nogle dyrker alger og hydroidhaver på ryggen, andre kan skifte farve efter ønske, og den ene, den lokkefisk skorpionfisk, har et lokkemiddel på sin rygfinne, der ligner en lille, svømmende fisk. Fundet hovedsageligt i de tropiske farvande i hele Indo-Stillehavet, og disse bemærkelsesværdige væsener bruger deres forklædninger til både at bakke bytte og undgå at blive frokost selv.
Men den lakrymiske sabel, et unikt aspekt af disse fisk, var på en eller anden måde overset. Og selvom det ikke er en Star Wars lyssabel eller et blad fra Ringenes Lord, er denne sabel muligvis noget endnu mere imponerende. Forestil dig en kompleks rygsøjle under fiskens øje, der fungerer som et skraldespær og en pal, der sidder fast på plads som to skarpe arme. ”De bevæger sig ikke engang sabelen selv, ” siger Smith. ”De flytter den underliggende knogle, der er forbundet til den gennem låsemekanismen, og så er den rotation, der låser den ud.”
I mindst én art - Centropogon australis, en race med hveksfisk - sabelen lyser en biofluorescerende kalkgrøn, mens resten af fiskene lyser orange-rød under bestemt lys.
Adam Summers, en biomekaniker og fiskespecialist ved University of Washington, forsøger i øjeblikket at CT-scanne alle 40.000 fiskearter. Somre, som ikke var involveret i den nylige undersøgelse, har allerede scannet 3052 arter og 6.077 prøver, mens de studerede mange post-kindede fisk i årevis. Og han har aldrig lagt mærke til sablen.
”Erektil forsvar hos fisk er virkelig almindeligt, ” siger Summers, der også var en videnskabelig konsulent for Pixars Finding Nemo og Finding Dory . Han henviser ikke til fiskepeniser, men anatomiske forsvar, der dukker op, når visse arter er stressede eller truede. ”Hvis du nogensinde har fanget en fisk og prøvet at trække den ud af krogen, ved du, at rygsøjlerne er oprejst, og de kan trække den levende skidt ud af dig, ” siger hes, ”men at vi savnede en der var under øjet —Sort en øjesabel — er ret sindssyg. ”
For at bestemme, at disse fisk virkelig er relateret ud over sabel, brugte forskerne i den nye undersøgelse DNA-sekventering for at bekræfte deres fund. Ser man på 5.280 justerede nukleotider og brugte 12 outgroups som kontroller, byggede de et fylogenetisk eller evolutionært træ. Når du først har haft træet, forklarer Smith, er der metoder, der kaldes genopbygning af forfædret karakter, som giver os mulighed for at spore, når karakterer udvikler sig. Og det kan hjælpe biologer med at forene en gruppe fisk, der tidligere blev antaget at være separate familier.
”Scorpaeniformes taksonomi er historisk forvirret, ” forklarer Smith. ”Forholdene mellem skorpionfisk og stenfisk har været virkelig problematiske, og der har været en masse familienavn knyttet til denne gruppe, der dramatisk ryddes op, når disse grupper behandles som de to hovedlinjer snarere end de 10 traditionelle familier. Det er meget renere nu, og tilstedeværelsen af en lakrymal sabel kan adskille de to reviderede familier fuldstændigt. ”
En Ocellated Waspfish (Apistus carinatus), der skeletteres af kødspisende biller på feltmuseet. (Leo Smith) Da han først dissekerede fløjlsfisken, forstod Smith ikke, hvad han så på. ”Jeg troede bare, at de var slags spinier eller klodsede, ” siger han. ”Disse fisk har en masse rygsøjle og buler på hovedet. Så jeg var som, 'Åh, disse [lachrymale] er slags mere interessante.' ”
Smith brugte år på at undersøge fiskeskeletter og levende fisk for at bestemme, hvor udbredt denne sabel var. Heldigvis har han som kurator ved Biodiversity Institute på University of Kansas adgang til et af de største biblioteker med fiskeeksempler i verden.
Mange af disse eksempler på fisk blev fremstillet ved hjælp af en metode kaldet "clearing og farvning", hvor forskere bruger en blanding af flydende formaldehyd og et maveenzym kaldet trypsin til at opløse muskler og andet blødt væv. Resultatet er et klart skelet med rødfarvede knogler og blåfarvet brusk, som farvet glas. Denne teknik gør det nemt at undersøge skeletstrukturer hos hvirveldyr.
”Folk, der studerer fisk tæt, arbejder ofte med døde konserverede fisk, og disse slags virkelig seje ting fungerer ikke i et dyr, der ikke er mobilt, ” siger Summers. Stadig, "at finde dette og derefter indse, at det er en samlende karakter for en hel gruppe fisk er meget, meget cool."
Smith er ikke sikker på, hvorfor fiskene udviklede denne egenskab. Den åbenlyse antagelse er, at det er defensivt, i betragtning af at de projicerede pigge udvider hovedets bredde, hvilket gør fiskene sværere at sluge og mere tilbøjelige til at punktere et vilde rovdyr. Lignende defensive foranstaltninger findes: dybhavslanternen har for eksempel glødende "lysskærme" på sin rygsøjle, som menes at forsvare sig mod rovdyr. Men Smith har ikke set den lakrymiske sabel brugt defensivt, undtagen på fotografier af post-kindede fisk, der bliver spist.
”Jeg gik ind på dette under antagelse af, at det var en anti-rovdyr, kompleks anatomisk ting, der voksede på den måde, og nu som hver dag går, begynder jeg at stille spørgsmålstegn ved det mere og mere, ” siger Smith. ”En del af det er, at jeg aldrig kan få de dumme ting til at gøre det… Jeg mener, du ville tænke, hvis det bare var et anti-rovdyr, hvis jeg stødte tanken, ville de straks få dem ud.” Den anden mulighed, siger han, er at det måske er for at tiltrække kammerater, skønt han påpeger, at begge køn ser ud til at have saberne.
Med andre ord, i øjeblikket er øjespidsen stadig et mysterium.
I 2006, sammen med Ward Wheeler, fandt Smith, at mere end 1200 arter af fisk er giftige sammenlignet med tidligere skøn på 200. Han opdaterede dette nummer et årti senere til mellem 2386 og 2962. Han arbejdede også på et PLOS One- papir med bemærkede ichthyologer Matt Davis og John Sparks for at vise, at bioluminescens udviklede sig 27 separate gange i marine fiskelinjer. Han reviderede endda taksonomien for sommerfuglfisk.
Med denne nye konstatering kan Smith muligvis have forstyrret den måde, vi tænker på fiskeforhold igen, siger Sarah Gibson, adjunkt i biologi ved St. Cloud State University i Minnesota, der studerer triasfisk. ”Jeg synes, det er en temmelig vigtig, stor undersøgelse, ” siger hun. ”At kende en gruppes evolutionsforhold kan virkelig påvirke vores forståelse af fiskens evolutionshistorie generelt.” (Gibson arbejdede sammen med Smith, da hun lavede sin afhandling, men var ikke en del af den nylige undersøgelse.)
At forstå udviklingen af stenfisk er nøglen til deres bevarelse, tilføjer Summers. ”Du kan ikke bevare noget, medmindre du ved, hvem det er, ” siger han. Mystikken med den lakrymiske sabel "er et interessant spørgsmål, der er værd at tage op, og jeg er stadig blæst væk, at vi har savnet det."
I sidste ende understreger denne opdagelse også noget, Smith engang fortalte The New York Times : På trods af århundreder med forskning og efterforskning, ”ved vi virkelig ikke noget om fisk.”
