魷魚和烏賊一億年演化之謎被破解：滅絕劫后再爆發

一項最新發表在《自然·生態與進化》期刊上的基因組研究，首次系統勾勒出魷魚和烏賊這一“十腕頭足類”演化史的全貌，揭示它們起源于深海，在約一億年前快速分化，并在恐龍滅絕后的漫長恢復期中沿著“長引線”模式完成多樣化爆發。

魷魚和烏賊以瞬時變色偽裝和噴射推進等奇特能力聞名，但長期以來，由于化石記錄稀少、基因組數據零散，科學家難以重建其演化譜系。 沖繩科學技術大學院大學（OIST）牽頭的新研究整合了現有數據庫，并首次加入三種新測序的魷魚基因組，在此基礎上繪制出迄今最全面的十腕頭足類基因組進化樹。

論文第一作者、OIST分子遺傳學單元研究員古斯塔沃·桑切斯表示，魷魚和烏賊的祖先問題已爭論數十年，不同研究基于形態特征或有限分子數據提出了互相矛盾的假說，而高分辨率全基因組數據則顯著減少了偏差信號，讓真正的親緣關系得以浮現。 研究顯示，多數十腕頭足類具有內部貝殼結構，但形態差異巨大：烏賊擁有圓形石灰質烏賊骨，許多魷魚則具有薄而劍狀的“羽狀殼”，還有“小旋魷”的螺旋殼，一些淺海物種甚至完全失去了這一結構。

大規模全基因組測序在技術上極具挑戰，因為魷魚和烏賊的基因組規模可達人類的兩倍，不僅對測序平臺和計算資源要求極高，還需獲取新鮮樣本，這對于分布于熱帶珊瑚礁甚至深海的物種而言并不容易。 桑切斯指出，有些譜系在琉球群島一類的熱帶礁區異常豐富，而另一些則只在深海中以謎一般的形態存在，本次研究得以依托沖繩本地資源及國際合作，采集到關鍵物種樣本。

該研究是“水生共生基因組計劃”五年國際合作的關鍵成果之一，由英國威康桑格研究所提供支持。 研究團隊利用幾乎覆蓋所有主要譜系的十腕頭足類基因組，構建出首張高分辨率演化樹，填補了此前多處關鍵空白。 共同作者、西班牙海洋研究所的費爾南多·費爾南德斯-阿爾瓦雷斯專注研究“小旋魷”（Spirula spirula），這種獨特的內殼結構曾讓部分科學家誤以為它與烏賊關系更近，而基因組證據則糾正了這一錯誤歸類，為整個頭足類演化大局帶來新線索。

通過將基因組信息與有限的化石記錄結合，團隊重建了魷魚和烏賊的演化時間軸。 結果顯示，這一類群起源于深海環境，當今仍生活在深海的小旋魷等物種，很可能保留了接近早期形態的特征。 研究推算，十腕頭足類主要分支在約一億年前的中生代白堊紀中期迅速分化。 此后約在6600萬年前，白堊紀—古近紀（K-Pg）大滅絕事件爆發，地球上約四分之三的動植物物種和非鳥類恐龍一起消失。

研究團隊提出，早期十腕頭足類之所以得以在這場浩劫中幸存，關鍵在于它們退守至深海少數富氧避難所。 桑切斯解釋，當時的海面環境對頭足類極其惡劣，近岸淺水區可供呼吸的富氧棲息地極少，同時極端的海洋酸化會加速淺海物種貝殼的溶解與破壞。 在此背景下，十腕頭足類仍在其演化史中保留某種形式的內部貝殼，被視作深海起源的重要證據。

隨著時間推移，全球生態系統逐步恢復，沿岸珊瑚礁重新建立，為十腕頭足類提供了豐富的新生態位，促使不少物種再次向淺海擴散。 演化樹顯示，在早期分支出現之后，長達數千萬年的時間里譜系分化十分有限，而在K-Pg后恢復期，分支數量突然激增，顯示物種為適應快速變化的生態系統而展開多方向演化，這正是典型的“長引線”模式：漫長潛伏期之后，迎來多樣化大爆發。

在微觀層面，研究還利用轉錄組學分析了小旋魷精巧指甲大小的螺旋貝殼，發現其在生物礦化和殼體再生方面存在特定基因表達特征，相較其他頭足類物種，這類貝殼結構在漫長地質年代中并未顯著退化。

科研人員認為，這一新的基因組框架為理解魷魚和烏賊獨特性狀的演化機制奠定了基礎。 OIST分子遺傳學單元負責人丹尼爾·羅克薩爾教授指出，十腕頭足類相較其他動物類群擁有大量獨特器官和行為，從動態偽裝到復雜神經系統，都是科學家不斷汲取靈感的源泉，如今在具備高質量基因組和清晰親緣關系的前提下，研究者可以更有針對性地比對這些創新背后的分子改變。

相關論文題為《魷魚和烏賊在白堊紀中期的快速多樣化先于其向沿岸生態位的輻射》，由古斯塔沃·桑切斯等人撰寫，于2026年3月30日在線發表。 研究獲得沖繩科學技術大學院大學、日本學術振興會、Chan Zuckerberg Biohub、西班牙多家科研資助機構等支持。