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格陵蘭睡鯊的視覺之謎
格陵蘭睡鯊(
Somniosus microcephalus)是已知壽命最長的脊椎動物,其估計壽命可高達400年。它們的分布范圍非常廣,從溫帶的北大西洋一直延伸到寒冷的北冰洋水域,能夠耐受低至?1.1?°C的水溫,生活在接近3000米深的海域。
過去的研究表明,在格陵蘭周邊海域,格陵蘭睡鯊的眼睛常常被一種名為
Ommatokoita elongata的寄生蟲騷擾——它們會附著在格陵蘭睡鯊的角膜上,被認為會遮擋視線并損害視覺功能。異常漫長的壽命、嚴酷的生存條件,以及普遍存在的角膜寄生現象,導致人們此前普遍認為,格陵蘭睡鯊的視覺功能已經受損或發生退化。
然而,在一項新發表在《自然·通訊》上的研究中,一個研究團隊通過基因組學、轉錄組學、組織學以及功能性實驗研究發現,格陵蘭睡鯊實際上保留了一套完整的視覺系統,并且高度適應于弱光環境下的生活。這一結果挑戰我們對衰老、視覺與壽命的既有認識。
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生活在昏暗深海中的格陵蘭睡鯊。(圖/Ghislain Bardout)
視網膜上的光感受器
脊椎動物的視覺系統是在多種不同的光照環境中進化而來的,這個光照環境包括明亮的陸地棲息地,也包括永遠處于黑暗中的洞穴和深海。在大多數脊椎動物中,視覺依賴于兩種類型的視網膜光感受器:
視桿細胞,專門適應于弱光條件下的暗視覺;
視錐細胞,專門適應于強光條件下的明視覺。
視桿細胞與視錐細胞的相對比例,以及它們所表達視蛋白的光譜調諧特性,主要由生態環境壓力所塑造。深海物種和夜行性物種通常具有以視桿細胞為主導的視網膜,在某些情況下甚至完全缺乏視錐細胞,例如某些夜行性爬行動物、深海硬骨魚類以及深海鯊魚。
鑒于格陵蘭睡鯊所處的環境極其昏暗,且視覺可能受到寄生蟲遮擋,再加上其異常漫長的壽命,人們推測這種物種可能已經失去了視覺能力。
未曾退化的視網膜
Dorota Skowronska-Krawczyk是新研究的通訊作者,她在觀看了大量關于格陵蘭睡鯊的視頻后發現,它們會把眼球轉向光源。這促使Skowronska-Krawczyk想要進一步深入了解這一問題。
在新的研究中,Skowronska-Krawczyk和她的研究團隊使用了在2020至2024年間,于格陵蘭島迪斯科島哥本哈根大學北極站附近海域捕獲的格陵蘭睡鯊。他們對這些鯊魚的眼球進行了解剖。
通過組織學分析,他們發現格陵蘭睡鯊的視網膜同樣呈現出一種純視桿結構。此外,格陵蘭睡鯊的視網膜還表現出多種與弱光環境適應相關的形態特征,包括高度密集且拉長的視桿細胞,以及相對較薄的視網膜內層,其結構與其他深海或夜行性鯊魚的視網膜高度相似。
另外,他們還發現,格陵蘭睡鯊視網膜的各個層次均保持完整。換言之,盡管所檢查的視網膜樣本來自估計年齡已超過一個世紀的成年格陵蘭睡鯊,但并未觀察到任何明顯的視網膜退行性變化跡象。
為了進一步評估格陵蘭睡鯊的視網膜是否存在與年齡相關的退行性變化,他們在視網膜的冷凍切片上進行了進一步檢測,目的是檢測DNA碎片化——這是細胞凋亡以及其他多種細胞死亡形式的典型標志,而這些過程通常與脊椎動物的退行性變化密切相關。
結果顯示,在格陵蘭睡鯊的視網膜切片中,并未觀察到任何DNA碎片化。這意味著,格陵蘭睡鯊的視網膜中不存在正在進行的DNA損傷或細胞死亡過程。
視覺、壽命與衰老的全新視角
這些研究結果表明,格陵蘭睡鯊能夠在數百年的時間尺度上維持視力,并且未出現視網膜退化的跡象;同時,它們也高度適應了極端的弱光環境。研究人員表示,像格陵蘭睡鯊這樣壽命極長的物種,能讓我們學到大量關于視覺與壽命的信息。
這些發現為探索治療視力喪失以及各種眼部疾病的新方法打開了大門。此外,新研究也引出了更多問題,例如視覺是如何進化的、哪些機制能夠讓組織長時間保持存活與健康,以及如何將這些知識應用于人類。
#參考來源:
https://news.uci.edu/2026/01/05/eye-opening-research/
https://www.nature.com/articles/s41467-025-67429-6
#圖片來源:
封面圖&首圖:Ghislain Bardout
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