海底“老农民”：我在海底种田放牧养小虾

原创 娉娉 果壳

从凶猛厮杀的狼到冲着你“螺旋桨式”摇尾巴的狗；从野外奔波的“完美猎手”到打个滚卖个萌讨要你手中小鱼干的猫；从一蓬蓬杂草到摆上餐桌的小麦、水稻……

狗是人类最先驯化的动物 | 图虫创意

人类驯化各种植物、动物用于生产实践及娱乐陪伴。数万年的人类进化史里，很长一段也是人类驯化物种史。从一万年前人类最先驯化的狗，到现在还在不断突破高产记录的水稻，物种驯化伴随着人类发展。

但是，驯化其他物种的能力并不是人类特有。有些昆虫（比如蚂蚁和白蚁）就能驯化真菌。而来自澳大利亚的科学家罗汉·布鲁克（Rohan M. Brooker）的最新一项研究显示，一种小鱼奠眶锯雀鲷（Stegastes diencaeus）表示我行我也上，不但将自己的农场管理的井井有条，还将自己驯化的小糠虾放牧到自己的农场。这是首次在非人类社会中发现的动物驯化动物实例。

奠眶锯雀鲷一副我行我也上的架势 | flickr.com

海底 “老农民”

奠眶锯雀鲷是一种生活在大西洋里的热带鱼，栖息于隐蔽的泻湖和近海岸地区的珊瑚礁和岩石礁。雀鲷科的鱼很有“以农为本”的思想，它们喜欢经营养护自己的“农场”——藻类养殖场。它们会圈出自己的农场，赶走闯进自己农场的其他鱼类。更厉害的是，它们还会“荤素搭配”，合理配比自己农场内不同藻类，主食该种多少，蔬菜该种多少，样样井井有条，而且它们还会清除农场内杂草——主要是自己不喜欢吃的藻类。雀鲷科的鱼堪称鱼类中经验丰富的“老农民”了。

奠眶锯雀鲷在自己的农场巡逻 | flickr.com

和人类一样，奠眶锯雀鲷也面临自己种田品质不够好，营养价值不够高的问题，于是“老农民”奠眶锯雀鲷开始“养虾” ，通过“放牧”小虾施肥，来发展自己农田的“有机农业”。

研究人员沿着伯利兹海岸的珊瑚礁探访了大量奠眶锯雀鲷的农场，发现它们农场上方都会漂浮着一群群小糠虾（Mysidium integrum），这是一种微小的甲壳类动物。而在其他地点并没有发现糠虾如此集中的聚集。

研究人员进一步跟踪发现，这些小糠虾“朝九晚五”上班式地在白天到达农场，而晚上又离开农场，俨然一副“打工人”的样子。为什么小糠虾能够准确找到自己“任职”的农场，还能具有这种规律性作息呢？

研究人员通过嗅觉实验发现，这些小糠虾会被奠眶锯雀鲷的气味所吸引，但对农场藻类气息没有反应，同时它们对猎食者的气味会有躲避反应。有意思的是，它们对于同样拥有农场但是农场较小的深裂眶锯雀鲷（Stegastes partitus）也没有反应，看来是一心想进大厂的打工人了。

你帮我，我帮你

为何小糠虾愿意去奠眶锯雀鲷的农场服务呢？研究发现，在农场外的小糠虾所受攻击次数，远远大于在农场内部受的攻击次数。小糠虾白天聚集在农场，主要是为了躲避其他捕食者。

奠眶锯雀鲷是一种领地意识和攻击性很强的鱼，但是却不会攻击自己农场内的小糠虾。同时研究显示，当农场内聚集小糠虾时，奠眶锯雀鲷明显增加了与其他鱼类打斗追逐的频率，以此积极保护农场内小糠虾。当农场内没有奠眶锯雀鲷或者奠眶锯雀鲷不再提供保护时，小糠虾就会纷纷罢工离开。

奠眶锯雀鲷和农场里的小糠虾 | Rohan M. Brooker

奠眶锯雀鲷为何愿意保护小虾呢？因为小糠虾呆在农场内排泄，相当于给农场施肥。

对比拥有小糠虾的农场和没有小糠虾的农场的藻类组成发现，小糠虾聚集的农场中，褐藻的比例显著高于棕藻。肉质的大型藻类增加了农场的结构复杂性。农场本身越是复杂多样，与藻类相关的无脊椎动物的数量和多样性也会随之增加。这意味着奠眶锯雀鲷可能获得更丰富的营养。

另外，小糠虾排泄物也可以作为美味的草坪状藻类生长的基质，而可口的草坪状藻类是奠眶锯雀鲷的首选食物来源。

农场内聚集小糠虾的奠眶锯雀鲷有更高的肝体指数（hepatosomatic index），这意味着它们能储存更多的能量，从而身体更加强壮。

海底农场模式图 | Rohan M. Brooker

罗汉·布鲁克表示：“因为奠眶锯雀鲷能为小糠虾提供长期的，甚至为小糠虾的几个世代都提供保护，所以它们间的关系就不只是简单的共生，而是更为复杂的驯化。因为多代都与奠眶锯雀鲷相互关联，很容易使小糠虾向着亲近奠眶锯雀鲷的方向进化。”

此研究为进一步了解驯化提供了很好的模型。正如狗的早期驯化，由于在寒冬捕猎困难，在饥饿的驱使下一些狼群靠近了人类营地搜寻食物残渣。而在靠近人类后，狼参与了人类的狩猎活动，增加了人类狩猎成功率。于是人类和这些狼形成了联盟。经过几代以后，那些温顺的狼进化为会摇尾巴的狗。

人类将狼驯化为会摇尾巴的狗 | griphy

所谓驯化，就是两个物种能形成互利互惠的长期代际间的共生关系。奠眶锯雀鲷与小糠虾正是处于这种驯化模型的早期，没准再经过多代驯化，小糠虾也会向奠眶锯雀鲷摇尾巴了。

参考文献

[1]http://www.fishbase.org/summary/Stegastes-diencaeus.html.

[2]https://theconversation.com/we-found-algae-farming-fish-that-domesticate-tiny-shrimp-to-help-run-their-farms-151615.

[3]Brooker, R. M., Casey, J. M., Cowan, Z. L., Sih, T. L., Dixson, D. L., Manica, A., & Feeney, W. E. (2020). Domestication via the commensal pathway in a fish-invertebrate mutualism. Nature Communications, 11(1), 1-9.

[4]Zeder, M. A. (2015). Core questions in domestication research. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(11), 3191-3198.

[5]Roberts, A. (2017). Tamed: ten species that changed our world. Random House.

作者：娉娉

原标题：《海底“老农民”：我在海底种田放牧养小虾》

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