《我擁群像》：微生物如何「雕塑」動物的身體？

文：艾德．楊

「你要找的擁群東西大概就像高爾夫球那麼大。」涅爾．貝基亞雷斯（Nell Bekiares）說。像微

我在威斯康辛大學麥迪遜分校（University of Wisconsin-Madison）的生物塑動身體實驗室裡，仔細地盯著一個小水族缸。何雕它看起來空空如也，擁群我沒看到任何高爾夫球大小的像微東西，除了一層砂子外，生物塑動身體裡面一無所有。何雕

接著，擁群貝基亞雷斯用手在水中攪動了一下，像微有東西噴出一團黏稠的生物塑動身體黑色墨汁。原來是何雕隻夏威夷短尾烏賊（Hawaiian bobtail quid），雌性，擁群大小與我的像微拇指相當。貝基亞雷斯用碗把短尾烏賊舀起來，生物塑動身體牠四處亂衝，觸手伸長，鰭猛烈撲動，身體因為受到驚擾而像幽靈般蒼白。

當短尾烏賊平靜下來，觸手收在身體下方，身體從飛鏢的形狀變成像一顆大雷根糖。牠的皮膚也會改變，針尖般的各色小點，擴大成深褐色、紅色和黃色的扁平圓盤，周圍點綴著虹彩色的斑點。烏賊不再是白色，牠現在看起來像點描派畫家秀拉（Seurat）畫的秋色景緻。

「當牠們回復到這樣的棕色時，代表牠們的心情好轉，」貝基亞雷斯說，「牠現在是棕色，很不錯。通常雄烏賊會更暴躁，一直噴墨，一直噴墨，還會橫衝直撞。當牠們朝你的臉或胸口噴水時，代表牠一定是故意的。」

我喜歡。這烏賊很有個性，外型也十分漂亮。

Photo Credit: 臉譜出版

雖然碗裡沒有其他動物，但短尾烏賊並不孤單。牠腹側的兩個腔室（發光器）充滿叫做費雪弧菌（Vibrio fischeri）的發光細菌投射出向下的亮光。這種光在實驗室的日光燈下太微弱，所以不太容易發現，但在短尾烏賊原本生活的夏威夷淺礁灘中，卻清晰易見。到了晚上，發光細菌發出來的光會和從夜空流淌而下的月光交融在一起，藏起烏賊的身形輪廓，使牠不被掠食者發現。短尾烏賊是沒有影子的動物。

從下方往上看可能很難發現短尾烏賊的蹤影，但是由上往下看卻很容易。你只要飛到夏威夷，等待夜幕降臨，戴著頭燈和網子涉過及膝的海水。如果你的反應夠敏捷，可以在日出之前捕撈到半打的短尾烏賊。被捕獲的短尾烏賊飼養或繁殖起來都很容易，「如果短尾烏賊能住在威斯康辛州，牠當然就可以住在任何地方。」負責這個實驗室的動物學家瑪格麗特．麥克弗爾－奈說。

麥克弗爾－奈既沉著優雅，又熱情洋溢，近三十年來一直研究短尾烏賊和牠身上的發光細菌。她將這對組合的地位提升成共生關係的典範，而在這個過程中，她自己也成為了共生研究者的典範。她的同事們形容她是一位直爽敢言的革新者、充滿熱情的滑板愛好者（想不到吧！），或是早在「微生物群落」成為人們琅琅上口的流行語之前，就已經是孜孜不倦的微生物擁戴者。

一位生物學家告訴我，「瑪格麗特談到微生物這個『新生物學』時，會變成『新！生！物！學！』這種模樣。」但她以前其實並不是這樣，是短尾烏賊改變了她的想法。

當麥克弗爾－奈還是名研究生時，她研究的是一種也帶有發光細菌的魚類。麥克弗爾－奈為之著迷，卻也因牠而感到很沮喪。這種魚無法在實驗室中繁殖，所以每一隻她經手的個體都已經有共生菌入住，她因此無法用來研究她真正有興趣的問題：共生伙伴第一次相遇時會發生什麼事？雙方如何建立連結？是什麼力量阻止其他微生物進駐到宿主身上？直到那天，一位同事對她說：「嘿，妳聽說過這種烏賊嗎？」

雖然胚胎學家熟悉夏威夷短尾烏賊，微生物學家熟悉牠身上的發光細菌，大家卻都忽略兩者之間的共生伙伴關係—但這種伙伴關係對麥克弗爾－奈來說正是重點。為了研究共生伙伴，她自己也需要一個「伙伴」，一個瞭解細菌的人來與她的動物學專業知識互補。這個人是涅德．盧畢（NedRuby）。「我大概是她找的第三個微生物學家，卻是第一個答應她的人。」盧畢說。

他們兩人先是在專業上合作，但不久之後，也開始了浪漫關係。盧畢悠哉悠哉的衝浪人性格與麥克弗爾－奈的女強人特質正好「陰陽互補」，正如一位他們的共同朋友告訴我的，那兩個人是「真正的共生」。今天，他們的實驗室相鄰，研究的物種—短尾烏賊—也相同。

短尾烏賊被養在一整排陳列於狹窄走廊的水族缸裡，這些水族缸一次總共可以住得下二十四隻。每當新一批的短尾烏賊送到時，實驗室主任貝基亞雷斯就會挑一個字母，讓所有學生替牠們取名。我之前見到的那隻「女士」叫Yoshi。Yahoo、Ysolde、Yardley、Yara、Yves、Yusuf、Yokel 和Yuk（這是位「先生」）分別住在相鄰的水族缸裡。「女士們」每兩週會有一次「約會之夜」，交配後，牠們會被留在一間育嬰中心，裡面的水缸裡擺滿PVC水管，在水管裡面產下數百顆卵。孵化的過程耗時數週。

當我們參觀育嬰中心時，看見架子上有一個塑膠杯，杯裡有幾十隻小烏賊在抖動，每隻身長約莫數毫米。十隻雌烏賊每年可以生出六萬隻小烏賊，這也是牠們成為如此受歡迎的實驗動物的原因之一。另一個原因則是：小烏賊出生時是無菌的。如果在野外，費雪弧菌在幾個小時內就會住進小烏賊體內。但在實驗室中，麥克弗爾－奈和盧畢可以控制要讓哪種共生菌進入小烏賊體內。

他們還可以把發光的蛋白質標在費雪弧菌的細胞上，以便觀察它們如何進入烏賊的發光器。這樣一來，研究人員就能見證共生關係的發生。