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細菌特搜戰隊
常日光浴、泡三溫暖 鯉魚皮膚儲好菌

文/陳俊堯(慈濟大學生物醫學暨工程學系助理教授) 圖/Forest (2024/6/14)

本回主角 鯉魚

 這裡是細菌特搜戰隊,但今天的主角是鯉魚。

 所有動物從出生那一刻起,就要面對地球上無所不在的細菌。

 我們的皮膚和腸道都和外界接觸,隨時要小心被外界有惡意的微生物攻擊。我們使用的防衛方式是分泌黏液擋住病菌,派免疫細胞守在附近,讓不會攻擊我們的細菌住在體表,占滿體表空間,病菌就沒機會黏上來。

 人體是這樣,魚身上也是這樣。

魚類體表黏液中含有免疫細胞,能抵抗病菌入侵。

細菌當衛兵
阻擋壞病菌

 科學家過去發現一件有趣的事。魚的皮膚上住了很多種不同的細菌,提供保護,阻擋病菌。但如果你檢查同一個池塘裡的魚,看看牠們身上帶了什麼菌,會發現每隻魚皮膚上的細菌衛兵都不一樣。

 每種棲地都有適合那裡的生物居住,所以在草原就該看到獅子長頸鹿,在極地就該看到企鵝北極熊。每隻魚的皮膚應該差不多,那為什麼每隻魚的皮膚上會住不同的細菌呢?

 一群瑞典科學家想解開這個謎。他們先把鯉魚養在實驗室的小水槽裡。實驗室水槽很乾淨,環境很穩定,每隻魚碰到的水和食物都一樣。養了三星期後,科學家開車載鯉魚到一個人造大池塘,放牠們去過野外生活。原本生活在小水槽裡的鯉魚,現在有機會到處探險,找自己喜歡的地方住。

 科學家在鯉魚野放前,先用棉花棒收集鯉魚皮膚黏液,看看牠們身上有什麼細菌,還在每隻魚身上裝了各種感應器,方便追蹤某隻魚在哪裡及記錄牠的身體狀況;野放兩個月後再次收集牠們的黏液,看看細菌有什麼改變。

愛晒太陽並頻繁穿梭不同環境的魚,身上細菌越多樣。

 
環境變動大
菌種更多樣

 實驗結果出來了。科學家發現,這些魚野放前,皮膚的細菌種類少,而且大家的細菌類似,但野放後,住在每隻魚皮膚上的細菌就不一樣了。如果和隨身感應器記錄的資料相比,會發現細菌組成與這隻魚晒太陽的時間長短,以及是不是常常在池塘的淺層深層間移動,或是在較熱較冷的區域間移動有關。越是愛到處跑或晒太陽時間長的鯉魚,身上的細菌就越多樣,組成越不一樣。

 在皮膚和腸道上幫我們守衛的細菌通常不止一種,像人類社會一樣,存在各種細菌;環境變動的時候,有些適應不良的菌會死掉,不過細菌社會裡菌種那麼多,總有另一種菌可以補位當衛兵。科學家推測,這些鯉魚在不同環境會碰到不同的菌,就有機會收編這些細菌到身上,儲備更多菌種,在需要的時候保護自己。

 你發現了嗎?鯉魚到處收集細菌,和我們到處收集知識的行為很像吔!你現在就正在這裡收集奇怪的知識。雖然不知道哪天才會用到它,但和在皮膚儲備細菌的鯉魚一樣,你也在累積未來面對挑戰要用的資本呵!

研究顯示,儲備多樣菌種能抵擋病菌。