I 2003 dissekerte Leo Smith en fløyelsfisk. Smith, en evolusjonsbiolog ved University of Kansas, prøvde å finne ut av forholdene mellom postkinnede fisker, en orden som inkluderer fløyelsfisker, også vassfisk, steinfisk og den beryktede løvefisken. Da han jobbet seg mot fløyelsfiskens overkjeven, skjønte han imidlertid noe rart - han hadde problemer med å fjerne lachrymalbenet.
"På en vanlig fisk er det litt bindevev, og du kan jobbe et skalpellblad mellom overkjeven og dette beinet, " erindrer Smith, hvis arbeid fokuserer på utviklingen av fiskegift og bioluminescens. “Jeg hadde bare en fryktelig tid på å prøve å skille den fra hverandre. Da jeg endelig fikk separert den, la jeg merke til at det var denne tingen som er klumpete og humpete ... det var da det slo meg at det måtte være en slags låsemekanisme. ”
For å være rettferdig ligner de fleste fløyelsfisk allerede tornete, klattete mutanter, så en ekstra spyd er egentlig ikke så uvanlig. Men gitt at Smith har brukt år på å studere postkinnede fisker ( Scorpaeniformes ) - en orden som får sitt vanlige navn fra beinplatene som ble funnet på hver kinn - skulle du tro at han ville ha lagt merke til en massiv, låsende øyespik før. Det hadde han ikke gjort. Han og kollegene vil dubbe denne merkelige nye oppdagelsen "lachrymal saber."
(FYI: Lachrymal kommer fra det latinske ordet for "tåre." Selv om fisk ikke kan gråte, er det fremdeles det tekniske navnet på beinet som danner øyestikk.)
Smith og hans medforfattere fra American Society of Ichthyologs and Herpetologs beskriver denne usannsynlige øyespissen for første gang i tidsskriftet Copeia - og rapporterer til og med om en som lyser lysrør, et lite lyslys. Forfatterne kan ennå ikke si nøyaktig hva vedlegget er til. Men de hevder at det har potensialet til å omorganisere Scorpaeniformes evolusjonstreet dypt, og endre det vi vet om disse svært giftige fiskene.
Funnet reiser også spørsmålet: Hvordan pokker ble en glødende, låsende sverdlignende vedheng ignorert så lenge?
En steinfiskart, Spotted Ghoul (Inimicus sinensis), gravlagt i grusen. (Leo Smith) Det er lett å savne en steinfisk. Sikkert til navnet sitt, ligner de tett på steiner, med brosteinsbelagte ytre som speiler undervannskrot eller korallbiter. Men gå på en, så glemmer du det aldri.
Det er mer giftige fisk i sjøene enn slanger på land - eller faktisk, enn alle giftige virveldyr sammen - men steinfisken er en av de mest giftige på planeten. Å bli stukket av et av disse marine monstrene kan føles som et uheldig offer en gang sa, som å "slå tåen din med en hammer og deretter gni over den igjen og igjen med en neglefil." Selv om det er uvanlig, har dykkere til og med dødd etter et slikt møte.
Stonefish og søskenbarnene deres er også fantastiske med kamuflasje. Noen dyrker alger og hydroidhager på ryggen, andre kan endre farge etter ønske, og en, lokkeskorpionfisken, har et lokk på ryggfinnen som ligner en liten, svømmende fisk. Fantastisk i tropiske farvann i hele Indo-Stillehavet, bruker disse bemerkelsesverdige skapningene sine forkledninger for å både bakholdsbyttedyr og unngå å bli lunsj selv.
Men den lakrymale sabelen, et unikt aspekt av disse fiskene, hadde på en måte blitt oversett. Og selv om det ikke er et Star Wars- lyssabel eller et blad fra Lord of the Rings, kan denne sabelen være noe enda mer imponerende. Tenk en sammensatt ryggrad under fiskens øye som fungerer som en skralle og sperre, og sidelåses på plass som to skarpe armer. "De flytter ikke en gang sabelen selv, " sier Smith. "De beveger det underliggende beinet som er koblet til det gjennom låsemekanismen, og da er den rotasjonen det som låser det ut."
Hos minst én art - Centropogon australis, en rase av vassfisk - gliser sabelen en biofluorescerende kalkgrønn, mens resten av fisken lyser oransjerødt under visst lys.
Adam Summers, en biomekaniker og fiskespesialist ved University of Washington, prøver for tiden å CT skanne alle 40.000 fiskearter. Somre, som ikke var involvert i den nylige studien, har allerede skannet 3052 arter og 6.077 prøver, mens han studerte mange postkinnede fisker i årevis. Og han har aldri lagt merke til sabelen.
"Ereksjonsforsvar hos fisk er veldig vanlig, " sier Summers, som også var en vitenskapelig konsulent på Pixars Finding Nemo og Finding Dory . Han refererer ikke til fiskepeniser, men anatomiske forsvar som dukker opp når visse arter er stresset eller truet. "Hvis du noen gang har fanget en fisk og prøvd å trekke den fra kroken, vet du at ryggmargene er oppreist og at de kan trekke den levende dritt ut av deg, " sier hes, "men at vi savnet en som var under øyet —Sort en øyesabel — er ganske sinnssykt. ”
For å bestemme at disse fiskene virkelig er relatert utover sabelen, brukte forskerne i den nye studien DNA-sekvensering for å bekrefte funnene deres. Ser de på 5.280 justerte nukleotider og bruker 12 utgrupper som kontroller, bygde de et fylogenetisk eller evolusjonært tre. Når du først har treet, forklarer Smith, er det metoder som kalles gjenoppbygging av forfedertegnstilstander som lar oss spore når karakterer utvikler seg. Og det kan hjelpe biologer med å forene en gruppe fisker som tidligere ble antatt å være separate familier.
"Skorpaeniformes taksonomi er historisk blandet, " forklarer Smith. "Forholdene mellom skorpionfisk og steinfisk har vært veldig problematiske, og det har vært mange familienivn knyttet til denne gruppen som dramatisk blir renset når disse gruppene blir behandlet som de to hovedlinjene i stedet for de 10 tradisjonelle familiene. Det er mye renere nå, og tilstedeværelsen av en lakrymal sabel kan skille de to reviderte familiene fullstendig. ”
En Ocellated Waspfish (Apistus carinatus) som blir skjelettet av kjøttspisende biller på Field Museum. (Leo Smith) Da han først dissekerte fløyelsfisken, forsto ikke Smith hva han så på. "Jeg trodde bare de var litt spinnende eller klumpere, " sier han. “Disse fiskene har mange ryggrader og ujevnheter på hodet. Så jeg var som 'Å, disse [lachrymale] er litt mer interessante.' ”
Smith brukte år på å undersøke fiskeskjeletter og levende fisk for å finne ut hvor utbredt denne sabelen var. Heldigvis har han som kurator ved Biodiversity Institute ved University of Kansas tilgang til et av de største bibliotekene med fiskeeksempler i verden.
Mange av disse eksemplene fiskene ble laget med en metode som kalles "rydding og farging", der forskere bruker en blanding av flytende formaldehyd og et mageenzym kalt trypsin for å løse opp muskler og annet bløtvev. Resultatet er et tydelig skjelett med rødfarvet bein og blåfarget brusk, som glassmalerier. Denne teknikken gjør det enkelt å studere skjelettstrukturer hos virveldyr.
"Folk som studerer fisk tett jobber ofte med død konserverte fisk, og disse typene kule ting fungerer ikke i et dyr som ikke er mobilt, " sier Summers. Likevel, "å finne dette og deretter innse at det er en samlende karakter for en hel gruppe fisker er veldig, veldig kult."
Smith er ikke sikker på hvorfor fisken utviklet denne egenskapen. Den åpenbare antakelsen er at den er defensiv, gitt de projiserte ryggrakkene utvide bredden på hodet, noe som gjør fisken vanskeligere å svelge og mer sannsynlig å punktere et ville rovdyr. Tilsvarende forsvarstiltak finnes: dyphavens lykt, for eksempel, har glødende "lysbånd" på ryggryggen som antas å forsvare seg mot rovdyr. Men Smith har ikke sett den lakrymale sabelen brukt defensivt, bortsett fra på fotografier av postkinnede fisker som blir spist.
"Jeg gikk inn på dette forutsatt at det var en anti-rovdyr, kompleks anatomisk ting som vokste slik og nå som hver dag går, begynner jeg å stille spørsmål ved det mer og mer, " sier Smith. "En del av det er at jeg aldri kan få de dumme tingene til å gjøre det ... Jeg mener du ville tro om det bare var et rovdyr, hvis jeg slo tanken, ville de øyeblikkelig få dem ut." Det andre alternativet, sier han, er at det kan være for å tiltrekke kamerater, selv om han påpeker at begge kjønn ser ut til å ha sabrene.
Med andre ord, foreløpig er øyespissen fortsatt et mysterium.
I 2006, sammen med Ward Wheeler, fant Smith at mer enn 1200 arter av fisk er giftige, sammenlignet med tidligere anslag på 200. Han oppdaterte dette tallet et tiår senere til mellom 2386 og 2962. Han jobbet også på et PLOS One- papir med bemerkede iktyologer Matt Davis og John Sparks for å vise at bioluminescens utviklet seg 27 separate ganger i marine fiskelinjer. Han reviderte til og med taksonomien til sommerfuglfisk.
Med dette nye funnet kan Smith ha forstyrret måten vi tenker på fiskeforhold igjen, sier Sarah Gibson, adjunkt i biologi ved St. Cloud State University i Minnesota som studerer triasfisk. "Jeg synes det er en ganske viktig, stor studie, " sier hun. "Å kjenne evolusjonsforholdene til en gruppe kan virkelig påvirke vår forståelse av evolusjonshistorien til fisk generelt." (Gibson jobbet med Smith da hun holdt på avhandlingen, men var ikke en del av den siste studien.)
Å forstå utviklingen av steinfisk er nøkkelen til bevaring av dem, legger Summers til. "Du kan ikke bevare noe med mindre du vet hvem det er, " sier han. Mysteriet med den lakrymale sabelen "er et interessant spørsmål som er verdt å ta tak i, og jeg er fremdeles blåst bort at vi savnet det."
Til slutt understreker denne oppdagelsen også noe Smith en gang fortalte The New York Times : Til tross for århundrer med forskning og leting, "vet vi virkelig ingenting om fisk."
