阿尔戈章鱼神秘莫测——就连它们自己制造的“壳”也是如此

阿尔戈章鱼神秘莫测——就连它们自己制造的“壳”也是如此

八条手臂、粉红色斑点的船蛸过着一种神秘的生活。与其他章鱼不同,它们整天漂浮在热带水域表面附近,分开手臂进行交配,并蜷缩在乳白色的壳中。而这只是我们迄今为止在野外观察到的情况。但通过研究船蛸基因组,科学家们希望揭示更多关于这些令人费解的头足类动物的信息。

对于日本的研究人员来说,最新的阿尔戈海葵之谜与它的“壳”有关,这实际上是一个自己建造的、薄如纸的卵壳,包裹着雌性。这个卵壳——这就是阿尔戈海葵通常被称为纸鹦鹉螺的原因(尽管它们是章鱼)——几千年来一直受到科学家和哲学家的特别关注,甚至激起了亚里士多德的好奇心。

阿尔戈海葵与一种名为鹦鹉螺的硬壳头足类动物有远亲关系,这让科学家们怀疑,共同的遗传信息是否会导致类似的贝壳形成。研究人员已经知道,用于制造鹦鹉螺壳的一些蛋白质并不存在于阿尔戈海葵的壳中,这意味着阿尔戈海葵的“壳”在成分上与鹦鹉螺的壳不同。他们不知道的是,阿尔戈海葵的基因组中是否仍保留着用于制造这些鹦鹉螺壳的遗传信息。

在今天发表于《基因组生物学与进化》杂志上的一项研究中,一组生物学家对阿尔戈海葵(大阿尔戈海葵)的基因组进行了测序,以查明阿尔戈海葵壳的起源。据日本国立和歌山大学技术研究所分子生物学家、基因组项目首席研究员戴文·塞蒂亚玛加 (Davin Setiamarga) 称,尽管阿尔戈海葵拥有像鹦鹉螺亲戚一样建造贝壳所需的基因,但它们使用完全不同的基因来制造卵鞘。

塞蒂亚玛加说,这让人很惊讶。“我们原本以为,阿尔戈英雄可能只是重新激活了一些旧基因,形成了软体动物的外壳,”他说。“但我们发现,事实并非如此。他们使用的是另一组基因。”

[相关:将另一种头足类动物添加到吸血鬼乌贼的家族树上]

科学家观察了阿尔戈纳特细胞中的遗传信息,以确定其他头足类动物(如鹦鹉螺)中构建贝壳所需的基因是否被重新用于形成这些动物的卵鞘。

众所周知,阿尔戈纳鱼很难圈养,因此为了获取遗传信息,Setiamarga 和他的团队在隐岐群岛附近日本海的当地渔民的帮助下收集了大阿尔戈纳鱼的样本。研究人员随后对提取的阿尔戈纳鱼 DNA 进行了测序,以了解其功能。通过将这些信息与相关软体动物的信息进行比较,科学家们能够确定,形成卵壳所需的蛋白质并没有用于在其亲属中构建外壳,这表明卵壳是独立进化的。不过,作者指出,还需要进一步研究,以更好地了解阿尔戈纳鱼为何保留了其亲属用于自己外壳的遗传信息,以及这些基因是否可能为阿尔戈纳鱼提供其他用途。

“虽然你可以在阿尔戈海葵基因组中找到用于形成软体动物外壳的基因,但它们不会用这些基因来形成它们的[卵鞘]。所以我们不知道它们在基因组中还在做什么。这将是另一个问题,”Setiamarga 说。

尽管这项研究表明卵鞘与鹦鹉螺壳是独立进化而来的,但这两个结构仍然具有一个关键功能:浮力。与许多生活在海底底栖区域的章鱼不同,船蛸是远洋生物:它们在公海上浮动。没有海底的锚,浮力控制至关重要。“雌性鹦鹉螺会在壳内留出一个空气袋,”芝加哥菲尔德博物馆无脊椎动物副馆长珍妮特·沃伊特(Janet Voight)说道(她并未参与这项研究)。“然后它潜入水柱中,那个空气袋被压缩,从而获得了一些浮力。所以这抵消了它和正在发育的卵子的重量。”鹦鹉螺同样使用它们的壳来调节浮力,依靠渗透来控制内部水和气体的移动。

然而,雌性和雄性鹦鹉螺天生就有壳,随着年龄增长,壳腔会增多,而雄性阿尔戈诺特鹦鹉螺从不产卵,其体型与人类拇指尖差不多。另一方面,雌性阿尔戈诺特鹦鹉螺(或八只)在交配后用自己的双手制造“壳”,从两只特殊的触手分泌一种名为方解石的矿物。

纸鹦鹉螺喜欢在公海中抓住东西。这意味着如果你是一名潜水员,你发现了一些纸鹦鹉螺,它们会非常爱你。14/10 大海中最好的拥抱者。#DailyJelly
原始视频(带声音,包括许多可爱的撞击声):https://t.co/Jnjt1hGDq2 pic.twitter.com/OeSkHg2ZA4

— 公海科学 (@RebeccaRHelm) 2018 年 11 月 29 日

Setiamarga 表示,这项研究是更好地了解这些难以捉摸的生物的一小步。“如果你想知道某些特征如何进化的细节,归根结底,你仍然必须回顾基因组,”他说。他指出,地球上大约 98% 的动物都是无脊椎动物,就像阿尔戈纳特人一样。“我们没有足够的基因组信息。如果你对保护感兴趣,我们没有足够的信息来制定科学准确的政策。”

对阿尔戈船的基因组进行测序不仅丰富了我们对无脊椎动物的理解,也增强了我们对海洋生物的了解。“这是一组几乎存在于所有海洋中的物种,我们不知道它们的基本情况。所以我们不应该知道吗?”沃伊特说。“海洋对我们来说非常重要,随着气候变化的加剧,我们会发现这一点。如果我们现在不了解它们,我们可能永远都无法了解它们。”

<<:  科学家们对大规模电池“基因组”项目充满热情

>>:  这些现已灭绝的鲸鱼有点像海牛

推荐阅读

未播出短片《中二病也要谈恋爱!》的魅力与评价

“就算是中二病也想恋爱!”《恋爱:未播短篇电影》的魅力与评价概述“即使是中二病也想恋爱!”《恋爱未播...

科技巨头制定计划打击危险的 AirTag 跟踪行为

苹果和谷歌联合提出了一项新的行业规范,旨在防止滥用 AirTags 等蓝牙位置跟踪设备。新提案概述了...

凯瑟琳·约翰逊逝世,享年 101 岁,其计算成果促成了首次月球行走

美国宇航局数学家和先驱凯瑟琳·约翰逊去世,享年 101 岁。约翰逊是首批在该航天局及其前身国家航空咨...

美国海军需要非致命武器

海军研究办公室致力于确保未来的水兵、海军上将和海军陆战队指挥官拥有尽可能多的工具来赢得未来的战争。有...

美联航乘客很快就能使用 PayPal 的新二维码在空中购买薯片和酒水

乘坐美国联合航空从芝加哥出发的部分航班的乘客很快就能通过二维码来购买品客薯片、White Claw ...

歌舞伎町神探夏洛克:现代侦探编织的悬疑魅力

歌舞伎町神探夏洛克 - 歌舞伎町神探夏洛克 - 评论和推荐■ 公共媒体电视动画系列■ 原创媒体动漫原...

2010 年度 100 项最佳创新一网打尽

又到了年终总结的时候了。在 PopSci,我们扩大了 2010 年榜单的范围,将各种类别的标志性创新...

让牛肉更可持续的四种方法

说到牛肉对环境的影响,还有很大的改进空间。目前,美国 35% 的甲烷排放来自牲畜,其中最大的贡献者是...

森林家族 -Flare 的幸福日记- 评论:一部描绘家庭关系和日常欢乐的舒缓动漫

森林家族 -Flare 的快乐日记- 评论和推荐概述《森林家族 -Flare的幸福日记-》是一部以 ...

这些眼镜可以接收低声指令

康奈尔大学的研究人员发明的这款时尚眼镜拥有特殊功能——而且与近视无关。镜框底部嵌入微型扬声器和麦克风...

如果基拉韦厄火山的熔岩湖落到地下水位以下,后果可能是爆炸性的

莱拉尼庄园熔岩流的鸟瞰图。美国地质调查局夏威夷大岛的基拉韦厄火山目前处于活跃状态。在其一侧(或侧翼)...

为什么我们的大脑会在随机噪音中听到单词和歌曲

在《头脑之旅》中,PopSci 探索了我们的大脑、感官以及其间发生的奇怪事情之间的关系。幻觉通常以同...

Fluance Ai41 立体声扬声器评测:小巧的强大扬声器

如今,便携式蓝牙派对扬声器如此普遍,人们很容易忘记真正的左右分离听起来是什么样的。我们经常为了方便而...

波士顿动力公司为 Spot 机器人进行毛茸茸的改造

波士顿动力公司可能已经将双足机器人 Atlas 搬到了纽约州北部的一个漂亮的农场,但该公司继续让所有...

全面评测Kanahei悠闲小动物《Enjoy DAYS!》治愈与欢笑之间的最终平衡是什么?

Kanahei 的轻松小动物“享受每一天!” - 轻松的粘土动画Kanahei 的悠闲小动物“享受...