Denna fisk har ben - och den använder dem för mer än bara att gå

Det är en fågel! Det är en krabba! Nej, det är en fisk som kan smaka med sina ben. Vissa havsrödbenor, en grupp fiskar med två vingliknande fenor och sex krabbliknande ben, använder sina ben för att gräva i sand och hitta nedgrävda byten med en känsla mycket lik smak, rapporterar forskare i två artiklar som publicerades den 26 september i Current Biology. 

De flesta havsrödbenor verkar använda sina ben bara för att gå. Men en åldrig gen som är viktig för bildandet av lemmer hos människor och andra djur, samt en gen som är involverad i att bygga smaklökar, hjälpte några få arter att utveckla ben som kan smaka. "Nya saker kom från gamla delar", säger David Kingsley, en utvecklingsbiolog vid Stanford University. 

En gående fisk med smaksinn på sina extremiteter kan se "verkligen ny och cool och annorlunda ut, men när du gräver i... de nya sakerna har kommit genom att ta en verktygslåda med befintliga gener och använda dem på nya sätt." Norra havsrödbenor (Prionotus carolinus) är skickliga på att hitta nedgrävda krabbor eller räkor för att gripa en måltid. 

Så skickliga, faktiskt, att andra fiskar verkar följa med för att dra nytta av eventuellt byte. Tidigare studier föreslog att norra havsrödbenors ben kunde uppfatta kemiska signaler, men det var oklart om extremiteterna kunde känna något medan de grävde ner i havsbotten. Fiskar har smaklökar i sina munnar, och vissa fiskar har till och med smaklökar på utsidan av deras kroppar, säger Peihua Jiang, en neurobiolog vid Monell Chemical Senses Center i Philadelphia som inte var involverad i arbetet. Så medan det inte förvånar honom att norra havsrödbenor har en yttre smak, är det "faktiskt ganska fantastiskt" att deras ben har blivit sensoriska organ, säger han. 

"Det är helt en ny funktion [för fisk], inte det vi vanligtvis ser för hur man upptäcker eller bearbetar smakinfor- mation." Det är svårt att definiera vad smak är för många vattenlevande varelser delvis eftersom vissa kemikalier sprider sig lätt i vatten, men det finns andra vattenlevande djur som också använder extremiteter för att känna mat, säger Nicholas Bellono, en fysiolog vid Harvard University. 

Bläckfiskar använder till exempel sina armar för att upptäcka feta molekyler som fastnar på bytets skal. För båda studierna använde Kingsley, Bellono och kollegor en blandning av experiment för att utforska hur norra havsrödbenor gräver efter mat. Beteendetesterna visade att fiskar som simmar i tankar söker sig till extrakt från köpta musslor medan de silan sand med ben som slutar i en spadliknande struktur. Närbilder avslöjade små sensoriska knölar som kallas papiller som täcker benen, liknande smaklökar som täcker tungan. 

Först var teamet osäkert på om papillerna kanske uppfattade kemikalier på ett sätt som att lukta eller smaka, eller om fisken gjorde något nytt, säger Corey Allard, en biolog vid Harvard University. "Vi fann att det är en kombination. [En havsrödbes ben] använder många av de samma receptorer som smak gör, men omorganiserade och arrangerade på ett sätt som är mycket annorlunda från smaklökarna i munnen." Ytterligare genetiska och fysiologiska experiment visade att papillerna har känselkänsliga nervceller och smaksensorer som hjälper dessa havsrödbenor att förstå var de ska gräva. 

Forskarna upptäckte höga nivåer av aktivitet från en gen som kallas t1r3 - som ger instruktioner för att göra en receptor som återfinns i däggdjur som upptäcker söta smaker - i spetsen på varje ben. Dessutom var en åldrig gen kallad tbx3a som driver lemmande utveckling hos många djur, inklusive människor och kycklingar, avgörande inte bara för havsrödbensbenbildning, utan också för att forma papillerna och driva gräv beteendet. De flesta havsrödbenor, inklusive en icke-grävande art som kallas randig havsrödbena (P. evolans), har släta, stavformade ben som förmodligen inte kan smaka, upptäckte teamet. 

Den skillnaden antyder att norra havsrödbenor och en annan grävande släkting, fläckig havsrödbena (P. scitulus), hör till några arter som drar nytta av en "evolutionär innovation," säger Amy Herbert, en utvecklingsbiolog vid Stanford University. Fast än benen tekniskt sett inte är ben, noterar Herbert. Även om fiskarna använder extremiteterna för att röra sig - vilket fick teamet att kalla dem ben - är deras placering på en havsrödbes kropp mer lik att använda armar för att gå. 

Oavsett om det är armar eller ben undrar Jiang om papillerna på extremiteterna kan uppfatta bittra ämnen som inte signalerar mat utan istället säger havsrödbenor när de har hittat något de vill undvika. Han vill också veta om smaklökarna i havsrödbenors munnar upptäcker samma smaker som deras ben. "När de faktiskt hittar mat, vad är nästa steg?"