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在皮克斯動畫電影《海底總動員》中，有一個場景，多莉，一隻黃鰭刺尾魚，在爭奪呼吸管面罩的拉鋸戰中受傷。一小縷血絲從多莉的臉上飄散開來，融入她周圍的水中，被布魯斯，一條“素食”鯊魚吸入鼻孔，他立刻收回了他的不吃壽司的原則。（幸運的是，多莉逃脫了。）科學家們早就知道，許多海洋掠食者喜歡受傷魚類的氣味，而更可能成為獵物的魚類則會逃離同樣的氣味。現在，研究人員認為他們已經確定了魚類皮膚中警告附近魚類危險的關鍵化學物質——一種與某些人用於緩解關節疼痛的補充劑相關的化學物質。
在 20 世紀 30 年代，奧地利動物行為科學家卡爾·馮·弗裡希意外地在水箱中弄傷了一條鰷魚。他注意到水箱中的其他魚開始交替地來回衝刺和靜止不動——典型的躲避捕食者的行為。隨後的實驗證實，受驚的魚類是對從受傷同伴皮膚中釋放出的化學物質做出反應——一種被稱為schreckstoff的混合物，德語意為“驚悚物質”。
幾十年來，schreckstoff 的化學成分仍然未知。在 20 世紀 70 年代和 80 年代，一些科學家發現，將魚類暴露於一種名為次黃嘌呤-3-N-氧化物 (H3NO) 的化學物質中，會像 schreckstoff 一樣驚嚇它們，儘管程度較輕。他們得出結論，H3NO 很可能是 schreckstoff 中的活性化合物。但這個想法存在一個問題：科學家們從未在魚類皮膚中可靠地檢測到 H3NO。相反，一些研究人員提出，H3NO 可能模擬了真正的活性化合物。
現在，新加坡神經科學研究合作組織的 Suresh Jesuthasan 和 Ajay Mathuru，以及瑞士弗里德里希·米歇爾生物醫學研究所的 Rainer Friedrich 和他們的同事認為他們已經分離出了 schreckstoff 的關鍵成分——一種名為糖胺聚糖 (GAG) 軟骨素的糖類分子。他們的發現發表在 2 月 23 日出版的《當代生物學》線上期刊上。
弗里德里希和他的同事研究了從磨碎的斑馬魚中提取的 schreckstoff，斑馬魚與鰷魚和鯰魚關係密切。研究人員對 schreckstoff 進行了一系列測試，以確定活性化合物。例如，破壞溶液中所有蛋白質並沒有削弱 schreckstoff 驚嚇魚類的能力，這表明活性化合物不是蛋白質。在另一項測試中，研究人員將一柱麥胚凝集素——一種保護小麥免受昆蟲和病原體侵害的糖結合蛋白——浸入 schreckstoff 中，並將麥胚吸收的化合物引入魚類。魚類的行為就像它們正在逃避捕食者一樣：它們待在水箱底部附近，從一個地方衝到另一個地方，或者它們緩慢地遊一小段時間，然後又朝另一個方向猛衝，一遍又一遍。也許 schreckstoff 中的活性化合物類似於麥胚柱吸收的糖類。
正如預期的那樣，弗里德里希和他的同事在斑馬魚 schreckstoff 中檢測到了糖胺聚糖，特別是糖胺聚糖軟骨素。糖胺聚糖是長鏈的糖類分子，以多種形式存在於生物體內，最顯著的是存在於軟骨和其他結締組織中。當研究人員用酶分解 schreckstoff 中的糖胺聚糖軟骨素，或用抗體使軟骨素失去活性時，他們剝奪了 schreckstoff 的驚嚇能力。此外，將魚類單獨暴露於軟骨素中會引發衝刺、緩慢遊動和底棲行為——但不如未稀釋的 schreckstoff 有效。
明尼蘇達州立大學摩爾海德分校的 Brian Wisenden 說：“生物化學家認真研究魚類化學警報訊號的化學成分，這真的很棒。”他研究過鰷魚中的 schreckstoff，但沒有參與這項新研究。“我們基本上一直在研究一種神秘物質。”
Schreckstoff 似乎還會啟用嗅球的一個特定區域，即大腦中處理氣味的部分。一種解剖學上不尋常的神經元，稱為隱窩細胞，交織在嗅球的這一部分——這些神經元的功能仍然是一個謎。弗里德里希和他的同事認為，這些細胞專門用於感知 schreckstoff。當他們將魚類暴露於其他氣味，如膽汁酸和氨基酸時，大腦這一部分的神經元沒有反應——它們只對 schreckstoff 感興趣。
自從發現這種驚悚物質以來，科學家們一直想知道為什麼魚類會進化出在受傷時釋放化學警報。當然，這對其他魚類來說是一種友好的姿態，但受傷的動物如何受益呢？警告兄弟姐妹和表親危險有助於保護自己的基因——一種被稱為親緣選擇的策略——但魚群不一定由同一家族的成員組成。
另一種解釋是，受傷的魚類並沒有真正的好處。相反，進化偏愛那些能夠識別受傷同伴自然釋放的化學物質的魚類——就像一些植物已經進化出識別鄰近植物在受到攻擊時釋放的化學物質一樣。在這兩種情況下，受傷的生物都不是有意釋放化學物質。事實上，它們寧願將這些有用的物質留給自己。從受傷植物中逸出的揮發性化合物通常是儲存起來防禦食草動物的毒素。一些證據表明，schreckstoff 中的 GAG 在皮膚的免疫系統中起著重要作用。作為物理學的自然結果，當魚類受傷時，這些分子總是釋放到水中。透過這種方式，某些化合物始終與傷害相關聯——任何能夠識別這種聯絡的魚類都有更好的機會逃脫捕食者並生存下來。隨著時間的推移，進化將這些化合物確立為可靠的危險訊號。今天，所有的斑馬魚——以及許多魚類物種——天生就具備大腦，可以學習到，聞到 schreckstoff 的氣味就是它們迅速逃跑的訊號。