彩虹礁揭秘：发光鱼类1.14亿年的演化传奇

新研究还揭示，在海洋鱼类中，生物荧光——指生物体吸收光线后将其转化并以不同颜色发射的现象——比先前报告的涉及更多样化的色彩，涵盖多种波长的绿色、黄色、橙色和红色。

"研究人员早已知道生物荧光在海洋动物中相当普遍，从海龟到珊瑚，尤其在鱼类中普遍存在，"博物馆理查德·吉尔德研究生院博士生、两项新研究的首席作者艾米丽·卡尔表示。"但要真正探究这些物种为何及如何运用这种独特适应性——无论用于伪装、捕食或繁殖——我们需要理解其背后的演化历程以及当前生物荧光的覆盖范围。"

在《自然·通讯》的研究中，卡尔领导了对所有已知生物荧光硬骨鱼的全面调查——这类硬骨鱼构成当今存活脊椎动物中最庞大的类群。最终确认了459种生物荧光物种，其中48种为新发现的荧光物种。研究人员发现生物荧光在海洋硬骨鱼中独立演化逾百次，最早可追溯至约1.12亿年前，首例出现在鳗鱼中。

团队还发现，栖息于珊瑚礁及其周边的鱼种演化出生物荧光的速率约是非礁栖鱼类的十倍。物种荧光化数量在白垩纪-古近纪（K-Pg）大灭绝事件（约6600万年前所有非鸟类恐龙消亡时期）后显著增加。

"这一趋势与现代珊瑚主导的礁系兴起及鱼类对珊瑚礁的快速拓殖相吻合，这些现象发生在K-Pg灭绝事件导致珊瑚多样性重大损失之后，"卡尔指出。"这些相关性表明，现代珊瑚礁的出现可能促进了珊瑚礁关联硬骨鱼类荧光多样性的发展。"

本研究报告的459种已知生物荧光硬骨鱼中，绝大多数与珊瑚礁存在生态关联。

在《PLOS One》的研究中，卡尔团队采用配备紫外光与蓝光激发光源及发射滤光片的专业摄影装置，检测博物馆鱼类学收藏标本发射的光波长。这些标本源于博物馆近十五年在所罗门群岛、格陵兰岛和泰国的考察，此前已被观测到荧光现象，但其生物荧光发射的全光谱范围未知。

新研究揭示了硬骨鱼类发射光色的远高于既往报道的多样性——其中某些科表现出至少六种不同的荧光发射峰值，对应跨越多种颜色的波长。

"我们在众多荧光鱼类中观察到的显著变异表明，这些动物可能基于物种特异性荧光发射模式，运用着极其复杂精细的信号系统，"博物馆馆长、新研究合著者兼卡尔导师约翰·斯帕克斯表示。"如这些研究所示，生物荧光在海洋鱼类中既普遍存在又具有惊人的表型可变性。我们真正希望更深入理解的是，荧光如何在高度分化的海洋谱系中发挥作用，及其在多样性形成中的角色。"

研究人员同时指出，本研究发现的多波长荧光发射可能对识别新型荧光分子具有启示意义，这类分子常规应用于生物医学领域，包括荧光引导的疾病诊断与治疗。

参与研究的其他作者包括：博物馆与内布拉斯加大学林肯分校的勒内·马丁；克莱姆森大学的梅森·瑟曼；加州州立大学的卡莉·科恩；乔治华盛顿大学的乔纳森·惠；纽约市立大学巴鲁克学院与研究生中心的戴维·格鲁伯；罗格斯大学的泰特·斯帕克斯。

所罗门群岛的研究获美国国家科学基金会资助（资助号：DEB-1257555）。

博物馆诚挚感谢达利奥基金会对首届Explore21考察的慷慨支持。

博物馆的Explore21计划承蒙凯瑟琳·P·肯普纳与小托马斯·L·肯普纳的领袖级捐助支持。

2019年康斯坦丁·S·尼亚尔科斯格陵兰考察获斯塔夫罗斯·尼亚尔科斯基金会慷慨资助。

泰国研究由博物馆与美国国家科学基金会研究生研究奖学金计划资助（资助号：DEB-1938103）。

本研究的额外资金由美国国家科学基金会提供（资助号：DGE-1746914）。