In 2003 ontleedde Leo Smith een fluweelvis. Smith, een evolutionair bioloog aan de Universiteit van Kansas, probeerde de relaties te achterhalen tussen postwangwangvissen, een orde die fluweelvissen omvat, maar ook wasvissen, steenvissen en de beruchte leeuwvis. Terwijl hij zich naar de bovenkaak van de fluweelvis werkte, besefte hij echter iets vreemds - hij had problemen met het verwijderen van het traanvocht.
"Bij een normale vis is er een klein beetje bindweefsel en kun je een scalpelmes tussen de bovenkaak en dit bot werken", herinnert Smith zich, wiens werk zich richt op de evolutie van visgif en bioluminescentie. “Ik had gewoon een vreselijke tijd om het te scheiden. Toen ik het eindelijk uit elkaar kreeg, merkte ik dat er iets was dat klonterig en hobbelig was ... toen viel het me op dat het een soort vergrendelingsmechanisme moest zijn. "
Om eerlijk te zijn, de meeste fluwelen vissen lijken al op stekelige, blobby mutanten, dus een extra spies is niet zo ongewoon. Maar gezien het feit dat Smith al jarenlang post-wangvissen ( Scorpaeniformes ) bestudeert - een bevel dat zijn gemeenschappelijke naam dankt aan de botplaten op elke wang - zou je denken dat hij eerder een massieve, vergrendelende oogspiek zou hebben opgemerkt. Dat had hij niet gedaan. Hij en zijn collega's zouden deze vreemde nieuwe ontdekking de 'lachrymal sabel' noemen.
(Ter informatie: Lachrymal komt van het Latijnse woord voor 'traan'. Hoewel vissen niet kunnen huilen, is het nog steeds de technische naam voor het bot dat de oogkas vormt.)
Smith en zijn co-auteurs bij de American Society of Ichthyologists and Herpetologists beschrijven deze onwaarschijnlijke oogpiek voor het eerst in het tijdschrift Copeia - en rapporteren zelfs over een die fluorescerend groen gloeit, een beetje lichtzwaard. De auteurs kunnen nog niet precies zeggen waar het aanhangsel voor is. Maar ze beweren wel dat het de potentie heeft om de evolutionaire boom van Scorpaeniformes diepgaand te herschikken, wat verandert wat we weten over deze zeer giftige vissen.
De bevinding roept ook de vraag op: hoe is een gloeiend, vergrendeld zwaardachtig aanhangsel zo lang genegeerd?
Een soort steenvis, de Gevlekte Ghoul (Inimicus sinensis), begraven in het grind. (Leo Smith) Het is gemakkelijk om een steenvis te missen. Trouw aan hun naam lijken ze sterk op rotsen, met geplaveide buitenkanten die onderwaterpuin of brokken koraal weerspiegelen. Maar stap op een, en je zult het nooit vergeten.
Er zijn meer giftige vissen in de zeeën dan slangen op het land - of inderdaad, dan alle giftige gewervelde dieren samen - maar de steenvis is een van de meest giftige op de planeet. Door een van deze zeemonsters geprikt worden kan voelen, zoals een ongelukkig slachtoffer het ooit zei, zoals "je teen slaan met een hamer en er dan steeds opnieuw over wrijven met een nagelvijl." Hoewel het ongewoon is, zijn duikers zelfs overleden na zo'n ontmoeting.
Steenvis en hun neven en nichten zijn ook geweldig in camouflage. Sommigen kweken algen en hydroïde tuinen op hun rug, anderen kunnen naar believen van kleur veranderen en één, de lokvogel schorpioenvis, heeft een lokaas op zijn rugvin dat lijkt op een kleine, zwemmende vis. Vooral te vinden in de tropische wateren in de Indo-Pacific, gebruiken deze opmerkelijke wezens hun vermommingen om hinderlagen te vangen en te voorkomen dat ze zelf lunchen.
Maar de lachrymal sabel, een uniek aspect van deze vis, was op de een of andere manier over het hoofd gezien. En hoewel het geen Star Wars- lichtzwaard of een mes van Lord of the Rings is, is deze sabel misschien nog indrukwekkender. Stel je een complexe ruggengraat voor onder het oog van de vis die werkt als een ratel en pal, die zijdelings op zijn plaats wordt vergrendeld als twee scherpe armen. "Ze verplaatsen de sabel zelf niet eens, " zegt Smith. "Ze verplaatsen het onderliggende bot dat ermee is verbonden door het vergrendelingsmechanisme en dan is het die rotatie die het blokkeert."
Bij ten minste één soort - Centropogon australis, een soort wespenvis - gloeit het sabel een biofluorescent limoengroen, terwijl de rest van de vis onder bepaald licht oranjerood gloeit.
Adam Summers, een biomechanist en visspecialist aan de Universiteit van Washington, probeert momenteel alle 40.000 vissoorten CT te scannen. Summers, die niet betrokken was bij de recente studie, heeft al 3052 soorten en 6.077 exemplaren gescand, terwijl hij vele post-wangvissen jarenlang bestudeerde. En hij heeft de sabel nooit opgemerkt.
"Erectiele afweer bij vissen is heel gebruikelijk", zegt Summers, die ook wetenschappelijk adviseur was over Pixar's Finding Nemo en Finding Dory . Hij verwijst niet naar penissen van vissen, maar naar anatomische verdedigingen die opduiken wanneer bepaalde soorten worden gestrest of bedreigd. "Als je ooit een vis hebt gevangen en geprobeerd hebt hem van de haak te trekken, weet je dat de rugstekels rechtop staan en dat ze de levende rotzooi uit je kunnen steken, " zegt hij, "maar dat we er een misten die onder het oog zat —Sorteeroog — is behoorlijk krankzinnig. ”
Om te bepalen dat deze vissen echt naast de sabel staan, gebruikten de onderzoekers in de nieuwe studie DNA-sequencing om hun bevindingen te bevestigen. Kijkend naar 5.280 uitgelijnde nucleotiden en met behulp van 12 outgroups als controles, bouwden ze een fylogenetische of evolutionaire boom. Zodra je de boom hebt, legt Smith uit, zijn er methoden die reconstructie van voorouderlijke karakterstatus worden genoemd en waarmee we kunnen traceren wanneer personages evolueren. En dat kan biologen helpen een groep vissen te verenigen waarvan eerder werd gedacht dat het afzonderlijke families waren.
"De taxonomie van Scorpaeniformes is historisch verward", legt Smith uit. “De relaties tussen schorpioenvissen en steenvissen zijn echt problematisch geweest, en er zijn veel namen op familieniveau aan deze groep gehecht die dramatisch worden opgeruimd wanneer deze groepen worden behandeld als de twee belangrijkste lijnen in plaats van de 10 traditionele families. Het is nu veel schoner en de aanwezigheid van een lachrymal sabel kan de twee herziene families volledig scheiden. "
Een Ocellated Waspfish (Apistus carinatus) wordt geskeletteerd door vleesetende kevers in het Field Museum. (Leo Smith) Toen hij de fluweelvis voor het eerst ontleedde, begreep Smith niet waar hij naar keek. "Ik dacht gewoon dat ze een beetje spinier of bobbeliger waren", zegt hij. “Deze vissen hebben veel stekels en hobbels op hun hoofd. Dus ik dacht: "Oh, deze [lachrymal] zijn wat interessanter."
Smith heeft jarenlang onderzoek gedaan naar visskeletten en levende vis om te bepalen hoe wijdverbreid deze sabel was. Gelukkig heeft hij als curator van het Biodiversity Institute aan de Universiteit van Kansas toegang tot een van de grootste bibliotheken van visspecimens ter wereld.
Veel van deze exemplarische vissen werden gemaakt met behulp van een methode genaamd "clearing en kleuring", waarbij wetenschappers een mix van vloeibaar formaldehyde en een maagenzym genaamd trypsine gebruiken om spieren en ander zacht weefsel op te lossen. Het resultaat is een helder skelet met rood getinte botten en blauw gekleurd kraakbeen, zoals glas in lood. Deze techniek maakt het gemakkelijk om skeletstructuren van gewervelde dieren te bestuderen.
"Mensen die vissen van dichtbij bestuderen, werken vaak met bewaard gebleven vis en dit soort echt coole dingen werken niet in een dier dat niet mobiel is", zegt Summers. Toch, "om dit te vinden en dan te beseffen dat het een verenigend karakter is voor een hele groep vissen is heel, heel cool."
Smith weet niet zeker waarom de vis deze eigenschap heeft ontwikkeld. De voor de hand liggende veronderstelling is dat het defensief is, gezien de geprojecteerde stekels de breedte van het hoofd uitbreiden, waardoor de vis moeilijker te slikken is en de kans groter is om een zogenaamd roofdier te doorboren. Soortgelijke verdedigende maatregelen bestaan: de diepzee lantaarnhaai bijvoorbeeld heeft gloeiende "lichtzwaarden" op zijn ruggegraat waarvan wordt aangenomen dat ze verdedigen tegen roofdieren. Maar Smith heeft de lachrymal sabel niet verdedigend zien gebruiken, behalve op foto's van post-wangen vissen die worden opgegeten.
"Ik ging hier vanuit in de veronderstelling dat het een anti-roofdier was, een complexe anatomische zaak die op die manier groeide en nu, naarmate elke dag vordert, begin ik dat steeds meer in vraag te stellen, " zegt Smith. "Een deel ervan is dat ik nooit de domme dingen kan krijgen om het te doen ... Ik bedoel, je zou denken dat als het alleen maar anti-roofdier was, als ik tegen de tank zou stoten, ze ze er onmiddellijk uit zouden halen." De andere optie, zegt hij, is dat het misschien is om partners aan te trekken, hoewel hij erop wijst dat beide geslachten de sabels lijken te hebben.
Met andere woorden, voor nu is de eye spike nog steeds een mysterie.
In 2006 ontdekte Smith met Ward Wheeler dat meer dan 1200 vissoorten giftig zijn, vergeleken met eerdere schattingen van 200. Hij heeft dat aantal tien jaar later bijgewerkt tot tussen 2386 en 2962. Hij werkte ook aan een PLOS One- artikel met bekende ichthyologen Matt Davis en John Sparks laten zien dat bioluminescentie 27 afzonderlijke tijden evolueerde in mariene vislijnen. Hij heeft zelfs de taxonomie van vlindervissen herzien.
Met deze nieuwe bevinding kan Smith de manier waarop we over visrelaties denken opnieuw hebben verstoord, zegt Sarah Gibson, een adjunct professor in de biologie aan de St. Cloud State University in Minnesota, die Triassische vis bestudeert. "Ik vind het een behoorlijk belangrijke, grote studie", zegt ze. "Het kennen van de evolutionaire relaties van een groep kan een grote invloed hebben op ons begrip van de evolutionaire geschiedenis van vissen in het algemeen." (Gibson werkte met Smith toen ze haar proefschrift deed, maar maakte geen deel uit van de recente studie.)
Inzicht in de evolutie van steenvis is de sleutel tot hun behoud, voegt Summers toe. "Je kunt iets niet behouden tenzij je weet wie het is", zegt hij. Het mysterie van de lachrymal sabel "is een interessante vraag die de moeite waard is om te behandelen en ik ben nog steeds overweldigd dat we het hebben gemist."
Uiteindelijk onderstreept deze ontdekking ook iets dat Smith ooit vertelde The New York Times : Ondanks eeuwen van onderzoek en exploratie, "weten we echt niets over vis."
