魷魚外來物種,也可以“飛翔”兩個心臟,1個主腦8個附腦

2022年10月17日11:26:54 科學 1487

人們都知道鳥類可以在天空中自由自在地飛翔,但很少人知道海中的魷魚也可以“飛翔”,19世紀90年代初期,就有人曾目擊到“飛翔”的魷魚。 海洋生物學家奧多更是通過幾十年的觀察,證實了魷魚確實可以在海面飛行一段時間,他也是首個在實驗中觀察到魷魚飛行的科學家。 確切地說,飛翔的魷魚其實是在貼近海面的空中短距離滑翔,1970年,他將一群魷魚放入實驗室中的海水池之中以便觀察魷魚的習性,隔天他在水池外發現了幾隻脫水死亡的魷魚,這幾隻魷魚是如何來到水池外的呢?

為了防止這樣的事情再次發生,工作人員將池中的水位降低了1米,關燈後,通過監控設備觀察魷魚是否會再次逃出水池。 不出所料,當燈光熄滅後,水池開始翻湧起來,魷魚開始紛紛躍出水面,向空中彈射出去,猶如一架架起飛的戰鬥機。大多數魷魚最後安全地跳回到水池裡,有少數幾隻卻落在了水池外。 當奧多回到實驗室,打開燈後,這些魷魚便停止了動作,隨着對魷魚更深入地了解,奧多發現魷魚不但可以將自身推向空中,還可以在海面上方長距離地滑翔。 但魷魚飛翔具有隨機性,在海上飛行時很難被人觀察到,所以關於這方面的研究也就異常困難,從19世紀90年代初首次記載魷魚可以飛翔以來,130多年的時間裡,科學家只觀測到10餘次魷魚飛翔事件。

魷魚在飛行的時候,會將鰭作為身體前端的“翅膀”,將魷魚須擰成扇子的形狀,形成後半部的“翅膀”,12年前,日本科學家在日本附近海域拍攝到的魷魚飛行照片,就清晰地展示了它們是如何飛行的。前後兩對“翅膀”可以為魷魚提供飛行的動力,有的魷魚可以滑翔10多米。20世紀70年代中期,挪威探險家托爾乘木筏橫渡太平洋時,就曾目睹過一隻魷魚至少滑翔了50多米才落入海中。 奧多認識到,魷魚在空中飛行時,也能自如地控制着自己的身體,這可能是因為魷魚在海中也是以同樣的方式遊動的,飛行也只不過是魷魚游泳行為的延伸。

魷魚外來物種,也可以“飛翔”兩個心臟,1個主腦8個附腦 - 天天要聞

了解章魚的朋友都知道這種生物很神奇!它有很多奇葩的生理特性,奇葩到不像是地球生物了!以至於真有不少人相信這種動物是來到地球的外星生物,而最近的一項研究發現,這種推論或是有一定可信度的。 章魚是章魚科26屬252種海洋軟體動物的通稱,相似的軟體動物又常被叫作烏賊、八爪魚、魷魚、墨魚等,實際上它們是略有不同的,章魚科為軟體動物頭足綱最大科,包含四個亞科,這類動物幾乎遍布地球的海洋,包括數千米深的深海,某些地方的淡水水域也有它們的身影。

我們先來看看章魚這種動物有多神奇,首先這種軟體動物軀體構造十分奇特,它的八隻腳上彷彿各有一個控制系統,但又可以各自行動卻不互相干擾,研究發現章魚有9個大腦,1個主腦8個附腦(也可叫輔腦),主大腦決定章魚的意識和行為,附腦則可以支配腕足,其如何達成協調一致的還是個謎。 生物學家還發現它的腕足上有4億神經元,其靈活程度遠超其他動物的肢體器官,而雄性章魚還有一條腕足可當生殖器官用,這條“化莖腕”可以插入雌性章魚的外套腔中與之交配。

有些章魚的軀體還可以隨意變形和變色,是地球上為數不多的具備真正擬態能力的生物,它的體表上分布着特殊的色素細胞,通過控制這些細胞,章魚就能呈現出各種顏色,有的還會發光,而且還能隨意讓軀體出現凸起,變成某種物體的形狀與顏色,比如變成珊瑚、岩石、水母、海葵、海蛇、某些魚類等,而且能變成與海底沙地或海水一個顏色,說它是擁有“72般變化”能力的動物毫不誇張。

與多數的動物只有一個心臟不同,章魚有3顆心臟,主心臟負責給全身供血,另外兩個心臟給兩腮供血,生物學家還發現章魚還有兩套記憶系統,不但是大腦能記憶,腕足吸盤也能,它觸摸過的物體基本都能被它記住,把它放到迷宮中,它幾乎能不受干擾地通過。 此外,人們還發現章魚有着高達33,000個基因組對,而人類才有2萬多個,章魚基因數量是其他類型常見無脊椎動物的5~6倍,

魷魚外來物種,也可以“飛翔”兩個心臟,1個主腦8個附腦 - 天天要聞

而且章魚有數百個基因是其他軟體動物乃至所有無脊椎動物都不具備的。更神奇的是,科學家發現章魚有修改自己基因的能力,這可不是胡說,早有科學家在權威雜誌《細胞》上發表過相關論文,稱章魚能控制 DNA中的指令,修改RNA促使蛋白質發生改變,章魚或正是通過改變自己的這種細胞功能來適應環境的!至於章魚擰瓶蓋逃生、成功預測足球比賽結果等神奇事件就更多了,有些甚至連人類都無法做到,再加上章魚奇葩的外形,種種表現都顯示着章魚實在不像地球生物,也難怪總有人說它是外星生物了!

假的。章魚是正經的地球老居民,你隨便拿個章魚細胞來,拿顯微鏡看看,或是分析一下線粒體水通道蛋白,都是凡庸到極點的。 2015 年,一項研究[1]顯示章魚基因組含有約 33000 個基因[2],規模是常見無脊椎動物的 5~6 倍,而且章魚的數百個基因是其它軟體動物乃至所有無脊椎動物都不具備的(你在這一步就可以想象多出來的那麼些基因是個什麼情況了:生物的本質就是復讀機)。

研究人員感慨稱“章魚就像外星生物”,這表達方式被沒接到熱的[3]所以需要駭人聽聞來吸引眼球的若干媒體大力渲染。 章魚的基因數量比人類多或是鹼基對數比人類多,是沒有特殊意義的: 衣笠草擁有已知生物中最長的基因組,約 1490 億個鹼基對,然而沒發現這種植物在智能或生存力上有任何特異之處。 章魚有 168 個原鈣粘蛋白基因,這種蛋白質調節神經元發育和它們之間的短距離相互作用,關係到章魚腕足(觸手)里的大量神經元。這類蛋白質在你身上也存在,只是種類較少——

魷魚外來物種,也可以“飛翔”兩個心臟,1個主腦8個附腦 - 天天要聞

這是當然的,你又沒有半獨立運行的觸手,你的神經系統主要集中在腦和脊髓,腸道里散布的那些不需要操作八組複雜的肌肉和感官。 章魚腕足的性能雖然讓人印象深刻,但比起人類肢體強大的抓握和投擲能力還差得遠,在自然界捕食章魚的韌魚能輕鬆地連續咬斷章魚的每一條腕足,而人類早在手持木棍和石塊的年代就開始發動全新世大滅絕了。 章魚體內三分之二的神經細胞分別設置在觸腕內的神經束里,而不是放在頭部的“腦”中,對學習的貢獻有限。科學研究證明,章魚複雜的身體運動並不像脊椎動物這樣按體位映射到腦皮層[4],它們不能靠觸覺把握自己的身體動作的效果,甚至其觸覺不會在它們的感知中形成關於物體的立體定位(這可和它們靈活的多觸手生物的外觀背道而馳),這造成章魚的本體感覺[5]很差[6],

需要通過肉眼觀看自己觸腕的運動來搞清楚自己的具體行動[7]。 C2H2 鋅指蛋白轉錄因子家族在真核生物中具有重要的生物學功能,章魚的此類基因也規模龐大。 章魚對外界的認知力可以發展到人類五歲小孩的水準,但沒有發現視覺自我認知能力,很可能不具備自我意識。章魚的壽命過短、缺乏代際交流,生活方式通常缺乏群體互動[8],即使有基於RNA的獲得性性狀遺傳,子代面對複雜問題仍要重新學習,信息傳承效率低。 實際上頭足類根本不倚仗多出來的重複 DNA 片段,而是靠 RNA 編輯來在個體生存時間內提高對周圍環境的適應程度,烏賊在這方面和章魚是十分相似的。

魷魚外來物種,也可以“飛翔”兩個心臟,1個主腦8個附腦 - 天天要聞

今年1月底,來自東芬蘭大學的生物學研究員基思·巴沃斯托克重新審查研究了這篇論文並作了評論,他明確提到論文中確實有很多證據展示了它的合理性,而且所做章魚是“天外來客”的的猜想也並非不可能。 實際上這種地球生命外來說早在二十世紀70年代就有人提出了,支持這一理論的生物學家認為宜居星球在宇宙中有很多,生命在銀河系中也是普遍存在的,地球生物並不是在地球上獨立進化的,而是來自其他星球,一直以來來自外太空的細菌、病毒、微生物,甚至大型生物的真核細胞和受精卵等都有可能搭乘彗星和小行星等小天體的“便車”來到地球,由於地球一直保持了幾十億年的生態穩定環境,生命在這裡穩步發展了幾十億年,進化出了千姿百態的生物世界。

另外還有科學家從章魚的基因組結構發現了問題,認為章魚的基因大約在5億年前出現過較大的變動,或者說出現了進化速度明顯加快的階段,有生物學家將這一現象歸功於從天而降的“逆轉錄病毒雨”,這種病毒被認為來自外太空,與地球生命物種接觸後將新的DNA序列添加到了某些生命物種的基因組中,進一步推動了這些物種的基因誘變,而章魚很可能就是有幸被這種病毒“垂青”的物種。 不過要證明一件事是否成立就需要有充分的證據,不能空口說什麼就是什麼,雖然章魚有很多神奇的特徵,但從基因組來看還是基本符合地球生命發展的進程的,關於章魚是否外星生物,是否被外星生物改變過基因的說法是否成立,還需要進一步的研究驗證。

科學分類資訊推薦

記者手記:從“離科學最近的地方”揚帆報國之路 - 天天要聞

記者手記:從“離科學最近的地方”揚帆報國之路

新華社北京7月6日電 記者手記:從“離科學最近的地方”揚帆報國之路新華社記者劉禎7月的北京,驕陽似火。中國科學院大學雁棲湖校區的運動場座無虛席,熱烈的氛圍比驕陽更勝。6日上午,中國科學院大學2025年度畢業典禮暨學位授予儀式在這裡舉行。萬餘名畢業生即將從這個被稱作“離科學最近的地方”啟程,奔赴各自的科學之路...
第42屆全國醫藥工業信息年會和2025北京·昌平生命科學論壇開幕 - 天天要聞

第42屆全國醫藥工業信息年會和2025北京·昌平生命科學論壇開幕

7月6日,第42屆全國醫藥工業信息年會和2025北京·昌平生命科學論壇開幕,聚焦前沿科學、產業趨勢與政策創新,邀請全球生命科學領域各界代表齊聚一堂,共同推動我國醫藥產業高質量發展,塑造具有全球影響力的產業地標。北京市委副書記、市長殷勇致辭並宣布活動開幕。工業和信息化部黨組成員謝遠生,國家藥品監督管理局黨組成...
人體“捉妖記”:免疫系統如何分辨“自我”與“非我” - 天天要聞

人體“捉妖記”:免疫系統如何分辨“自我”與“非我”

在神秘又奇妙的人體世界裡,免疫系統就像是守護健康的“齊天大聖”,時刻警惕着各路“妖魔鬼怪”的入侵。而要想精準打擊敵人,首先得搞清楚誰是自己人,誰是外來的“妖精”,這就涉及到一個關鍵問題:“自我”與“非我”的識別。大家都知道,在《西遊記》里,妖怪們變化多端,常常混入人群,企圖矇混過關。人體里也一樣,各...
Science | 告別序列依賴,為你的染色體“掃碼”:每條染色體竟自帶獨一無二的“條形碼” - 天天要聞

Science | 告別序列依賴,為你的染色體“掃碼”:每條染色體竟自帶獨一無二的“條形碼”

引言在人類基因組中,有一片廣袤而神秘的“禁區”,它佔據了每條染色體的核心位置,卻長期以來讓我們束手無策。這片區域就是着絲粒 (Centromere)。它就像基因組中的“百慕大三角”,充滿了高度重複的DNA序列,結構複雜多變,讓傳統的基因測序和分析技術在此屢屢碰壁。然而,這片“禁區”卻掌握着細胞分裂時染色體能否被精確...
Nature | 人類心智的“源代碼”:AI如何學會像我們一樣思考? - 天天要聞

Nature | 人類心智的“源代碼”:AI如何學會像我們一樣思考?

引言人類的心智是如此奇妙,它既能讓我們在清晨糾結於吃什麼早餐,也能驅動我們去攻克癌症、探索遙遠的星辰。我們能從寥寥數次的演示中學會舞步,能進行複雜的因果推理,還能被無盡的好奇心驅使去創造藝術和科學的奇蹟。這種舉重若輕、觸類旁通的“通用性 (generality)” 定義了我們之為人的核心。然而,在人工智能 (AI) 和...