海洋魚類故事：揭開比目魚雙眼“比目”之謎

比目魚，因成魚身體左右不對稱、兩隻眼睛均位於頭部的同一側而得名。比目魚在中國文化中常常被視為愛情忠貞的象徵。如“鶼鰈情深”，比喻人與人之間感情深厚，尤指夫妻之間無比恩愛。

“比目”之謎

比目魚種類繁多，主要類別有鰜、鮃、鰈、鰨、舌鰨等。為便於記憶，在魚類分類學中有“左鮃右鰈，左舌鰨右鰨”之說。

比目魚的兩隻眼睛為什麼會長到同一邊去呢？

從古至今，不少學者對這一問題給出了各種各樣的解釋，上海海洋大學的鮑寶龍教授更是對此進行了20餘年的研究。

上海海洋大學魚類學教授鮑寶龍

1994年，正在師從著名魚類學家孟慶聞教授讀研究生的鮑寶龍，首次接觸比目魚的苗種培育工作。他觀察發現，雖然比目魚的仔魚與正常魚類一樣左右對稱；但在長成過程中，它的一隻眼睛逐漸往上移動，越過頭背部到身體的另一側，身體隨之同步逐漸傾斜，最終倒伏在水底生活。這樣的變化不禁讓他心生好奇：比目魚的眼睛為什麼能移動？為什麼是這一隻眼睛移動，而不是另一隻眼睛移動？究竟是什麼在調控比目魚眼睛的移動呢？

從“頭骨變形說”到“細胞擠壓說”

對於這些問題，早在19世紀就出現很多假說進行解釋。1987年，英國學者布魯斯特綜合前人假說，並通過觀察多種比目魚類發育過程的頭骨變化，提出了自己的假說。他認為，比目魚眼睛的移動是由頭骨變形造成的，其中主要包括額骨的扭轉和左右側篩骨的不對稱擴大。

儘管布魯斯特的假說得到了大部分人的認同，可是這個假說看起來挺有道理，仔細分析下來還是有些模糊不清的地方。比如，額骨位於眼睛的上方，且與眼睛並沒有直接接觸，用其扭轉所產生的力帶動眼睛向上移動，顯然不是一個最優選項。這就像有一個比較重的箱子，在沒有任何工具的情況下，想讓它向前移動，最省力的方法是在後面推，而不是在前面轉圈企圖帶動周圍的風捲起箱子向前走。鮑寶龍據此大膽推測：眼睛下方有限區域內分裂的細胞之間產生擁擠，驅使其上方的眼睛向上移動。

在牙鮃、半滑舌鰨、塞內加爾鰨等三種比目魚的眼睛的移動過程中，確實發現移動眼下方有限區域內分裂的細胞要明顯多於上方，另一側的非移動眼則剛好相反。此研究結果並不支持布魯斯特假說，但非常符合賈爾於19世紀提出的假說，即“比目魚類哪隻眼睛移動，取決於兩隻眼睛之間哪隻眼睛更‘強’，‘強’的眼睛將會移動，‘弱’的那隻眼睛將停留在原來位置；移動的眼睛將沿著透明皮膚下面的一條繞過頭背面的‘路線’進行”。只是因為當時的學者批評賈爾的假說僅僅是一個推測，並沒有實驗依據；所以，此假說一直以來都沒有被業界認可。

鮑寶龍實驗室在此基礎上，通過在牙鮃、半滑舌鰨、塞內加爾鰨等三種比目魚移動眼下方區域注射細胞分裂抑制劑，成功地抑制了眼睛的移動，培養出眼睛不移動、兩眼保持對稱的比目魚稚魚，並發現其左右額骨仍然保持對稱。可見，比目魚眼睛移動是眼睛下方有限區域內分裂的細胞之間產生擁擠的結果，並不是像布魯斯特假說所推測的那樣由額骨扭轉造成的；相反，額骨的扭轉是眼睛向上移動的結果。

根據比目魚成魚的眼睛是否被擠壓的情況調查，可進一步驗證該發現是否具有普遍性。鮑寶龍發現，比目魚可以移動的眼睛是由其下方的分裂細胞擠壓上去的，那麼，成體比目魚的眼睛在背腹軸方向的長度應該要比頭尾軸的短。調查發現，比目魚的左右眼都曾經被擠壓，移動眼被擠壓的則更明顯；兩眼對稱的體型類似比目魚的鯧亞目魚類，左右眼都沒有被擠壓。這表明，在比目魚類中，眼睛下方分裂細胞推動眼睛移動的機制具有普遍性。

那麼，為什麼是比目魚的這一隻眼睛移動，而不是另外一隻眼睛移動呢？鮑寶龍提出的組織學模型可以很好地解釋這個問題。究竟比目魚的哪隻眼睛會移動，取決於其左眼或右眼下方區域的分裂細胞與眼睛上方區域的差值，哪一方分裂細胞數明顯多於上方區域，則哪一方的眼睛會移動，如鮃類是右眼，鰈類則是左眼。如果兩隻眼睛下方區域的分裂細胞均明顯多於上方，那這兩隻眼睛都能往上移動；如果兩隻眼睛下方區域的分裂細胞均不多於上方，那這兩隻眼睛就不能往上移動。實際上，兩眼移動到頭頂或兩眼均沒有移動的比目魚在人工養殖群體中並不少見。

誰在調控眼睛的移動

那麼，比目魚眼睛移動是受什麼因子調控的呢？早在1985年，兩位日本學者山野佳祐（Keisuke Yamano）和三輪理（Satoshi Miwa）受甲狀腺激素調控蝌蚪變態的啟發，發現比目魚的眼睛移動也是由甲狀腺激素調控的。

比目魚變態過程圖

是否還存在其他激素或分子調控眼睛移動呢？鮑寶龍推測，視黃酸可能也能調控眼睛的移動。這是因為，視黃酸受體能夠與甲狀腺激素受體組成異二聚體，共同發揮作用。實驗結果表明，視黃酸受體基因可與調控眼睛移動的甲狀腺激素受體基因共表達——在移動眼下方組織中注射視黃酸，會抑制細胞分裂而導致眼睛移動停止。至此，鮑寶龍發現，比目魚類眼睛移動受甲狀腺激素和視黃酸的雙重調控，它們的關係類似於昆蟲變態調控的保幼激素和脫皮激素。該發現大大加深了人們對於脊椎動物變態調控機制的認識。

鮑寶龍實驗室及其合作者的這些研究成果已在國際著名的《自然-遺傳學》（Nature Genetics）、《發育生物學》（Developmental Biology）等雜誌上發表。目前，鮑寶龍實驗室與合作者正在繼續探索比目魚類眼睛移動的適應進化的分子機制。希望在不久的將來，人類能徹底揭開比目魚類眼睛移動背後的謎題。