更新时间：2024-09-21 19:41
夏威夷短尾鱿鱼（学名：Euprymna scolopes），又称夏威夷短尾乌贼，是四盘耳乌贼属的一种，属于短尾乌贼科，原产于大平洋中部夏威夷到中途岛的浅海海域。从出生到性成熟需要80天。在野外，夏威夷短尾鱿鱼主要以虾类为食。
这种鱿鱼身长可达30毫米，重量最大可达2.67克。虽然游弋在美国夏威夷沿海水域的是一种大小只有半个大拇指般的小家伙。但是这种鱿鱼却拥有一种其他动物很难与之匹敌的绝技：在它的下腹部有一个能够向外照射的“闪光灯”。
研究小组注意到这种鱿鱼体内形成的一些蛋白质含有一种奇异的氨基酸化合物，其中包括6种通常非常罕见的氨基酸的多个副本，特别是酪氨酸和甲硫氨酸，以及4种很少见的氨基酸。研究人员很快发现这些蛋白质可以在鱿鱼的反射组织中找到。一系列重复的实验表明，这些被研究小组称为反射物的能够反射光线的蛋白质是由10种化合物构成的，其作用就像一面完美的镜子。马萨诸塞州Woods Hole海洋生物学实验室的海洋生物学家Roger Hanlon说，“这些动物很可能具有地球上最神奇的皮肤。”他说，这是科学家第一次在鱿鱼或章鱼体内鉴定出一种具有反射功能的蛋白质。Hanlon认为这些蛋白质能够帮助鱿鱼向下反射光线，从而与水面射来的光线相称，最终在来自下方的掠食动物面前有效地伪装自己的轮廓。在夏威夷短尾鱿鱼体内，这种毒素能促进一种发光器官的发育，这种器官能够模拟星光来骗过深海中的捕食者。这种鱿鱼出生时只有米粒的一半大小，因此它们必须有来自海洋的产毒素细胞的帮助才能发育完全。鱿鱼背部的发光器官很容易让细菌寄生，并因此促进了这个器官功能的发育。
夏威夷短尾鱿鱼好像是另一种发光头足纲。因此，人们会认为，和其他的近亲一样，夏威夷短尾鱿鱼也是利用发光器官来捕食、通讯以及逃避潜伏于其下的捕食者的目光。但是，这一认识完全错了。夏威夷短尾鱿鱼并非是自己发光，它们是依靠一种发光细菌而发出光芒，这种发光细菌则寄生于夏威夷短尾鱿鱼所谓的发光体内。为了获得避难所和稳定的营养来源，发光细菌为夏威夷短尾鱿鱼提供发光能力，两者之间是相互利用的共生关系。这种关系在夏威夷短尾鱿鱼一出生就已经存在了。夏威夷短尾鱿鱼出生后，就会立即从周围的环境中获取发光细菌，而发光细菌则通过殖民的过程帮助夏威夷短尾鱿鱼产生发光器官。研究表明，夏威夷短尾鱿鱼为了匹配向下发出的光线以躲避潜伏于其下的捕食者的目光，它们甚至会控制由细菌所发出的光线的亮度。
夏威夷短尾鱿鱼与生物发光细菌Aliivibrio fischeri之间存在共生关系，这种细菌生活在十腕总目的外套膜中的特殊发光器官中。这些细菌通过墨鱼目提供的糖和氨基酸溶液进行生活，并通过匹配外套膜顶部受到的光量来隐藏乌贼的轮廓（逆光照明）。夏威夷短尾鱿鱼是动物-细菌共生的模式生物，其与A. fischeri的关系已经得到了仔细的研究。生物发光细菌A. fischeri在夏威夷短尾鱿鱼种群中是通过水平传播的。幼鱼缺乏这些必要的细菌，必须在充斥着其他微生物的海洋世界中仔细选择它们。为了有效地捕获这些细胞，夏威夷短尾鱿鱼对细菌的主要细胞壁成分——肽聚糖产生黏液。这些黏液淹没了发光器官六个孔周围的纤毛区域，并捕获了大量的细菌。然而，通过某种未知的机制，A. fischeri能够在黏液中击败其他细菌。当A. fischeri细胞在黏液中聚集时，它们必须利用它们的鞭毛穿过孔道，进入发光器官的纤毛导管，并忍受宿主因素的另一轮攻击，以确保只有A. fischeri能够定居。除了不断的宿主产生的流体将运动能力受到挑战的细菌排出孔道外，一些活性氧物质使环境变得难以忍受。鱿鱼卤化过氧化物酶是塑造这种微生物杀灭环境的主要酶，使用过氧化氢作为底物，但A. fischeri已经进化出了一个外周过氧化物酶，可以在被鱿鱼卤化过氧化物酶使用之前捕获过氧化氢，从而间接抑制酶的活性。一旦通过这些纤毛导管，A. fischeri细胞继续向前游向前房，一个大的上皮衬里的空间，并定居在狭窄的上皮隐窝中。这些细菌依靠宿主提供的氨基酸和糖在前房中生存，并在孵化后的10到12小时内迅速填满隐窝空间。每秒钟，一个幼鱼通过外套腔通风约2.6毫升（0.092盎司）。每次通风只有一/100万分之一的A. fischeri细胞存在。增加的氨基酸和糖滋养了A. fischeri的代谢需求，12小时后，发光达到顶峰，幼鱼能够在孵化后不到一天的时间内进行逆光照明。发光对细菌细胞来说需要大量的能量。据估计，它需要细菌细胞20%的代谢潜力。非发光的A. fischeri菌株在与发光野生型相比确实具有明显的竞争优势，然而在夏威夷短尾鱿鱼的发光器官中从未发现非发光突变体。事实上，实验程序表明，去除A. fischeri中负责发光的基因会大大降低定居效率。具有功能性荧光酶的发光细胞可能对氧气具有更高的亲和力，而不是对过氧化物酶，从而抵消了过氧化物酶的毒性作用。因此，人们认为发光可能是细菌中一种古老的氧气解毒机制。尽管夏威夷短尾鱿鱼付出了大量努力来获取发光的A. fischeri，但宿主鱿鱼每天大部分细菌都会排出体外。这个过程被称为“排泄”，每天清晨黎明时分发光器官中的A. fischeri多达95%都会被排出。这种行为对细菌没有任何好处，对鱿鱼本身的好处也不太清楚。一个合理的解释是，维持一个发光细菌群落需要大量的能量。在白天，当鱿鱼处于不活跃和隐蔽状态时，发光是不必要的，排出A. fischeri可以节约能量。另一个更具有进化重要性的原因可能是，每天排泄确保了A. fischeri对特定宿主的进化特异性，但又能在发光器官外生存。由于A. fischeri在夏威夷短尾鱿鱼中是水平传播的，保持它们在开放海洋中的稳定种群对于为未来的鱿鱼代际提供功能性发光器官至关重要。
当受到光刺激时，发光器官会产生电响应，这表明该器官作为光感受器，使宿主鱿鱼能够对A. fischeri的发光做出反应。额外眼囊与眼睛合作监测下行光和逆光照明产生的光，因此当鱿鱼在不同深度移动时，可以保持适当的发光水平。根据这些信息，鱿鱼可以通过调整墨囊的强度来调整发光的强度，墨囊在发光器官周围起到了隔膜的作用。此外，发光器官包含一系列独特的反射器和透镜组织，帮助将光从上向下通过外套膜反射和聚焦。胚胎和幼鱼的发光器官在解剖上与眼睛有着明显的相似之处，并且表达了几个与哺乳纲胚胎眼睛发育相关的基因（例如eya、dac），这表明鱿鱼的眼睛和发光器官可能使用相同的发育“工具包”形成。随着下行光的增加或减少，鱿鱼能够相应地调整发光，甚至在多个光强度周期内。