因为有些光可以透过水,但有些光线对水的穿透力只到一定的深度,所以对鱼来说,水下的世界与水上大不相同!
台湾是个宝岛!台湾宝贵的地方在于虽然它只有三万六千平方公里,占全球陆地面积的十万分之二点五,却有三千一百三十种以上的鱼类,占全球鱼类项的十分之一。而且在这么小的地方,连高低海拔落差也相当大,短短不到两小时内就能从三千公尺的高山到一千公尺深的深海。全世界找不到其他像这样的地方,老师说这真是个研究的宝岛。
在光的光谱中,可见光的波长落在大约400~700纳米间。而红光的波长最短,紫光最长、能量最强,红光能穿越的水深是十公尺,因此愈深的海域愈只有蓝光可见。以海洋生态来说,许多的鱼因此演化成红色的以作伪装。至于为什么不演化成深色,如黑色呢?那是因为产生黑色素所需的能量大概是红色的三倍,在演化上并非最有利的选择。
奇妙的是在河口地区或沿岸的海,因为悬浮物质很多,反而会先把长波长的紫光蓝光吸收掉,留下红光。
而生物的眼睛,也会根据他们栖地所能见的光而演化。以住在深海的川纹笛鲷为例,在它的体长大约是3.46公分时,它的眼睛对波长513纳米的光最敏感,偏绿;然而当它长到8.2公分时,则对492纳米的波长最敏感,这告诉我们的就是:它幼年时住在浅水区,成熟时移居到深水区。
但经研究发现,即便是在实验室中养大的川纹笛鲷,也同样会有这样的变化。为了解是否与年纪还是大小有关,又做了让一批鱼一天吃五餐快速长大、另一批一天吃一餐、直到都长到一样的大小的实验。经此实验后,猜测是与鱼的大小有关,长到与成熟相应的大小后眼睛会自然产生变化。
当比较不同栖地的鱼的眼睛时,会发现住在清澈水域的马口鱼,除了可见光外也看得见紫外光,相对的住在河口的豆仔鱼则只能看见可见光。这是因为住在清澈水域的鱼只要能看到紫外光,往天上看就像一块白板,而它要吃的浮游生物则是黑点,容易捕猎。至于豆仔鱼,因为河口地区的悬浮物质太多,看得见紫外光反而会使生物眼花撩乱,因此看不到。而住在深海的川纹笛鲷因栖息的环境紫外光也无法穿越,因此看不到。
原本学者们是假定住在同样环境的鱼,像粗首鱲及马口鱼,看到的东西应该是一样的。但在观察过后,发现在繁殖期间粗首鱲对蓝光特别敏感,反观马口鱼对绿光就比较敏感,因此提出假设颜色的辨别在辨认同类上扮演了重要的角色,且红光及紫外光应该没什么差异,但蓝色和绿色会有显著的差异,为“婚姻色”的假说。
在做实验并比对数据后,确认了两种鱼的红光和紫外光是没有差别的,但在绿光和蓝光上,马口鱼分别是500和423纳米最敏感,粗首鱲则是486及413纳米。
在生物学上这称为“表现型”,而在表现型的背后通常是基因在主导。因此又将两种鱼的视蛋白基因拿出来进行定序,发现马口鱼在第118的位置上是苏胺酸,粗首鱲则是丝胺酸,纯化量出的最高吸收波长正好是423及413纳米,在第122的位置则是谷胺酸和谷胺酰胺,最高吸收波长是500及486,与前一次实验的数据完全一样,证明了两者有绝对的关系。
在应用上,养殖鱼类时能根据鱼对哪种光敏感,决定养殖的环境应该照什么样的灯光,让鱼能看得见食物,让鱼苗的生存率达到最高。
鱼跟人一样,也有鼻孔,但不是呼吸用的,水会从前面流进去,后面流出来,感受器则在中间的地方。鱼的嗅觉发挥的功能,能使捕食者侦测到水中其他的鱼,而被狩猎的鱼则能因此避开它。鱼也能靠嗅觉回家,如鲑鱼,在繁殖的时候也能靠费洛蒙找到异性,产生下一代。
在鱼的鼻子里有嗅叶,若切开并做实验可将二十个胺基酸对嗅叶的刺激作定序,和指纹辨识是相同的道理,因为每一种鱼的都不一样。在应用上来说,鱼饲料中会添加诱引剂,而一般添加的是乌贼粉,让鱼更想吃饲料。透过定序鱼对不同胺基酸刺激的反应,可以找出鱼对哪几种胺基酸混合的味道最敏感,并做效果更好、更便宜的诱引剂。
另外也发现,以鲤鱼来说,母鱼在成熟的时候会释放出三种费洛蒙,一种是卵成熟的时候释放的,让公鱼在自己周围待命,第二种则是卵快排到体腔的时候释放的,让公的打架,好让母的找出哪一只是最强的;第三种则在卵排出体外的瞬间释放,因为在卵排出的30秒内一定要与精子结合,所以公鱼一定要随侍在侧,否则卵就无法受精了。
从严老师的演讲中,我们了解到鱼类的视觉影响到它们对自己体色的选择:要表现出什么样的颜色才不容易被掠食者看见?要看见/看不见什么样的波长,才能够对交配与觅食有帮助?在养殖渔业里,提供鱼儿什么样的光线可以减少紧张、看见食物?而嗅觉可以帮助它们找到食物,对养殖渔业来说,了解鱼类的嗅觉,可以调配出更便宜更有效的诱引剂,减少饲料的浪费。