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。”

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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。

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。”