研究找到海参的“眼睛”

　　

近日，中国科学院南海海洋研究所水产品种创制与高效养殖全国重点实验室、热带海洋生物资源与生态实验室胡超群/陈廷研究员团队与陕西师范大学刘洋教授团队合作，在海参光感受机制方面取得重要进展。相关研究成果以“A pentaradial and bilateral combined photoreception system in the sea cucumber is mediated by a blue light-sensitive r-opsin”为题发表于国际顶级综合期刊Advanced Science（IF=14.1）。中国科学院南海海洋研究所硕士生黄佳升、研究员任春华、硕士生秦洲、研究员罗鹏与陕西师范大学博士生崔一萌、硕士生张冰冰为论文共同第一作者，中国科学院南海海洋研究所研究员陈廷与陕西师范大学教授刘洋为论文共同通讯作者。

动物的视觉多样性及其形成机制是进化生物学最热门的问题之一。在海洋无脊椎棘皮动物中，海胆、海星、蛇尾和海百合各有独特的视觉器官，而海参多在海底栖息爬行，虽然具有感光能力，但一直没有找到它们的“眼睛”。

研究以南海广泛分布的玉足海参作为对象，本研究发现其对白光和蓝光均有明显的避光反应，对绿光和紫外光的避光反应较弱，而对红光则完全没有响应，其前端口触手、背部疣足和腹部管足为光敏感区域。棘皮动物的视蛋白家族虽然发生扩张，但具有感光功能的基因却发生收缩。在玉足海参成体中，仅有一个具有视黄醛结合位点的视蛋白在感光区域表达。该视蛋白为杆状视蛋白（r-opsin），具有蓝光光敏感性，最大吸收波长为459 nm，感光后能激活下游Gq信号通路。表达r-opsin的细胞分布于玉足海参前端、背部与腹部，形成了三种形态特化的光感受结构，即“触手眼”、“疣足眼”和“管足眼”。这些光感受器经由神经索连结，构成了一个完整的光感受系统，兼具五辐射对称动物的弥散型光感受模式与两侧对称动物前端集中光感受模式的特征。该研究通过“基因->蛋白->细胞->器官->系统”的反向思路，描述了海参独特的“眼睛”，为海洋生物视觉多样性与视觉演化机制提供了新认知，并可为通过光调控促进海洋牧场海参增养殖提供了理论依据。

本研究由广东省自然科学基金、国家自然科学基金、广东省现代化海洋牧场适养品种核心技术攻关项目等共同资助完成。

相关论文信息：Huang JS^#, Ren CH^#, Qin Z^#, Cui YM^#, Zhang BB^#, Luo P^#, Wang X, Xie YQ, Zhang X, Yan AF, Zhang Y, Fan DD, Liu Y(1), Pan WJ, Jiang X, Yuan LH, Qin HP, Irwin DM, Hu CH, Liu Y(2)*, Chen T*. A pentaradial and bilateral combined photoreception system in the sea cucumber is mediated by a blue light-sensitive r-opsin. Advanced Science (2026): e12095.

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202512095

图1?海参的三种“眼睛”（触手眼、疣足眼、管足眼）

图2?棘皮动物各个纲（海百合、蛇尾、海星、海胆、海参）光感受结构的比较