左右邊有差嗎?中山大學研究揭比目魚眼不對稱演化之謎

左右邊有差嗎?中山大學研究揭比目魚眼不對稱演化之謎1

【記者吉雄世/高雄報導】「生物的偏態」如何發生,是科學家長久追尋的課題。人類有「左撇子」或「右撇子」的差別,比目魚則有「左眼型」或「右眼型」的差異。左撇子、右撇子對人的發展有影響嗎?國立中山大學海洋事務所副教授林裕䕒以此發想,探討比目魚眼長在左邊或右邊對演化有何影響,研究成果發表在國際期刊《科學報告》(Scientific Reports)。

「比目魚是很特別的魚類!」林裕䕒表示,其他魚類眼睛都是對稱地分布在身體兩側,一邊一隻眼睛。但比目魚類的魚種,兩隻眼睛竟然都長在身體的同一側。比目魚剛孵化時和一般魚類相同,兩隻眼睛也分別位於頭部兩側。但隨著幼魚成長並逐漸轉向海底生活,其中一隻眼睛會慢慢「移動」到頭部另一側,最後形成我們看到的扁平、不對稱外型的比目魚。

有趣的是,許多比目魚,同一物種通常固定為「左眼型」或「右眼型」,眼睛都在特定一邊,如俗稱的「左鮃右鰈」。然而,大口鰜(Psettodes erumei)是一種古老的比目魚種類,最特別的地方是,大口鰜的眼睛是隨機分配,大概一半的個體是「左眼型」,一半的個體是「左眼型」。這也讓林裕䕒好奇:眼睛長在哪一邊,會有演化上的優勢嗎,會不會影響魚的生殖與成長呢?

為了回答這個問題,林裕䕒以西阿拉伯灣的大口鰜為研究對象,分析了2020至2022年間取得的215尾大口鰜,其中包括109尾雌魚、96尾雄魚及10尾尚未成熟的稚魚。這些魚的體長從13.2公分到65.2公分不等,年齡最高達15歲。希望從外在特徵、生長與繁殖等面向,尋找眼睛在左右邊,是否會有演化利益上的不同。有趣的是,其中107尾屬於「左眼型」,另外108尾則屬於「右眼型」,幾乎恰好各占一半,看起來就像大自然「丟硬幣」一般。

對此,林裕䕒說明,從如果眼睛固定朝向某一側有演化優勢,會帶來更好的生存、成長或繁殖優勢的話,經過一段時間的自然選擇,有優勢的那一側就會逐漸占據多數,進而導致眼睛都在同一側的現象。然而大口鰜的成長、生殖等面向卻沒有發現這樣的現象,反而和大口鰜的性別有關,研究顯示雌魚最終能成長到明顯較大的體型。

統計上,「左眼型」、「右眼型」之間確實存在一些外在型態的細微差異,例如側線起點、尾柄以及背部輪廓的位置略有不同。然而,本篇大口鰜研究的證據顯示,眼睛長在左邊或右邊本身,並沒有讓其中一方「活得更好」。「左眼型」、「右眼型」兩者的生長曲線則高度重疊,意味著比目魚眼睛在左右邊本身,可能沒有演化上的利益。

林裕䕒表示,該研究提供了比目魚演化上問題的解決方向。大口鰜所屬的鰜科(Psettodidae),是現存比目魚中相當早期分化的類群,而早期比目魚的化石證據也顯示,眼睛左右不固定是比目魚較原始的狀態。相較之下,今天絕大多數比目魚已演化成固定的眼側方向:同一科內的同一物種的個體幾乎全部朝向同一側。他推測,既然不是源於演化上的利益,比目魚眼位置可能與控制幼魚變態、眼睛移動及身體左右發育的分子與發育機制有關,未來若能進一步解析控制眼睛移動方向的基因與發育途徑,或許才能真正回答這個奇特的演化問題。