为什么Nemo有3条白色条纹？生物学家称重

珊瑚鱼以其多样化的颜色和图案而闻名，每一种都比下一种更令人惊讶。例子包括铜带蝴蝶鱼（ Chelmon rostratus 蓝色的唐（其身上有一个黑色的“眼睛”），蓝色的唐（ Paracanthurus hepatus ）和毕加索引金鱼（ Rhinecanthus aculeatus ），其名称与其两侧鲜艳颜色的图案相关联。

珊瑚鱼最着名的例子之一是小丑鱼，由动画皮克斯电影主演 海底总动员 这条小鱼与海葵共生，由于其明亮的橙色身体和宽大的白色条纹，很容易识别。

尽管珊瑚鱼的受欢迎程度和广泛分布，我们还不明白为什么他们有这么多种不同的颜色模式。更准确地说，模式是如何形成的以及颜色的作用是什么？为了回答这些问题，来自Banyuls-sur-Mer天文台（法国）和列日大学（比利时）的研究小组决定研究小丑鱼及其表兄弟。该研究发表在2018年9月的期刊上 BMC生物学.

别名，尼莫 Amphiprion ocellaris ，属于小丑鱼群，其中包括约30种。它们的颜色图案的特征是黄色，橙色，棕色或黑色，垂直白色条纹由称为iridophores的反光细胞组成。

除了其他物理特征外，小丑鱼的特征还在于其垂直白色条纹的数量。因此，有些物种没有条纹（ Amphiprion ephippium ）， 只有一个 （ Amphiprion frenatus ），或只是两个（ Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris 着名的尼莫，有三条纹。什么可以解释这些物种之间的带数差异？

让我们计算条纹

为了理解导致色素模式多样性的机制，我们根据垂直带的数量对每个小丑鱼进行分组。结合小丑鱼进化历史的遗传分析显示，它们的共同祖先有三条白色条带，在它们多样化过程中，小丑鱼系列先后丢失了尾带，然后是体带，最后是头带，从而提供了四种可能的组合：

• 三个乐队（头部，身体和尾部）
• 两个乐队（头部和身体）
• 一个乐队（单独一个人）
• 没有乐队。

观察已形成的模式，很明显，多样性受到限制：虽然可以看到上面列出的四种组合，但生物机制不允许物种拥有其他物种 - 例如，尾部有一条条纹。

他们走过了进化的过程

为了解小叶鱼中不存在某些条纹组合的原因，我们研究了两个在成年期有两种不同颜色模式的物种的发育， A. ocellaris ，有三条纹，和 A. frenatus ，头上只有一条条纹。

条纹 A. ocellaris 在从幼虫到年轻成体的转变期间，它以明确的顺序出现 - 首先是头部，然后是身体，最后是尾部。也就是说，它们在进化过程中以某些物种消失的相反顺序。

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第二个令人惊讶的观察结果是 A. frenatus 显示与…相同的发展 A. ocellaris 在幼虫阶段，从头到尾连续出现三条白色条带，而成年个体只有一条。然后这些条带以它们从尾部到头部的相反顺序丢失。

这些结果表明，进化过程中条带的时间损失受到发育过程中条带出现顺序的限制，并且系统发育（进化历史）和个体发育（个体发育）之间存在强烈联系。这导致了这样的假设：条带形成受精确的遗传机制控制，并取决于鱼的前后极性。这些机制尚未发现。

最后，条纹是什么？

为了回答这个问题，我们比较了天然小丑鱼群落中白色条纹图案的多样性与在白色条纹图案的多样性将随机分布的社区中发现的多样性。通过这些模拟，我们能够证明在同一地区拥有相同数量的小带鱼的概率是非常罕见的。

一些生态因素可以影响这种非随机分布，白带的数量可能允许小丑鱼物种相互识别。这种认识在这些鱼的社会组织中是必不可少的，这些鱼生活在几种物种可以共存的海葵中。正是这种认可让Nemo和他的父亲在海洋的另一端找到了对方 - 这是一个和所有人的幸福结局。

本文最初以法文发布。

本文最初发表于Pauline Salis，Bruno Frederich和Vincent Laudet的The Conversation。阅读原文。