鱿鱼和乌贼一亿年演化之谜被破解：灭绝劫后再爆发

鱿鱼和乌贼以瞬时变色伪装和喷射推进等奇特能力闻名，但长期以来，由于化石记录稀少、基因组数据零散，科学家难以重建其演化谱系。 冲绳科学技术大学院大学（OIST）牵头的新研究整合了现有数据库，并首次加入三种新测序的鱿鱼基因组，在此基础上绘制出迄今最全面的十腕头足类基因组进化树。

论文第一作者、OIST分子遗传学单元研究员古斯塔沃·桑切斯表示，鱿鱼和乌贼的祖先问题已争论数十年，不同研究基于形态特征或有限分子数据提出了互相矛盾的假说，而高分辨率全基因组数据则显著减少了偏差信号，让真正的亲缘关系得以浮现。 研究显示，多数十腕头足类具有内部贝壳结构，但形态差异巨大：乌贼拥有圆形石灰质乌贼骨，许多鱿鱼则具有薄而剑状的“羽状壳”，还有“小旋鱿”的螺旋壳，一些浅海物种甚至完全失去了这一结构。

大规模全基因组测序在技术上极具挑战，因为鱿鱼和乌贼的基因组规模可达人类的两倍，不仅对测序平台和计算资源要求极高，还需获取新鲜样本，这对于分布于热带珊瑚礁甚至深海的物种而言并不容易。 桑切斯指出，有些谱系在琉球群岛一类的热带礁区异常丰富，而另一些则只在深海中以谜一般的形态存在，本次研究得以依托冲绳本地资源及国际合作，采集到关键物种样本。

该研究是“水生共生基因组计划”五年国际合作的关键成果之一，由英国威康桑格研究所提供支持。 研究团队利用几乎覆盖所有主要谱系的十腕头足类基因组，构建出首张高分辨率演化树，填补了此前多处关键空白。 共同作者、西班牙海洋研究所的费尔南多·费尔南德斯-阿尔瓦雷斯专注研究“小旋鱿”（Spirula spirula），这种独特的内壳结构曾让部分科学家误以为它与乌贼关系更近，而基因组证据则纠正了这一错误归类，为整个头足类演化大局带来新线索。

通过将基因组信息与有限的化石记录结合，团队重建了鱿鱼和乌贼的演化时间轴。 结果显示，这一类群起源于深海环境，当今仍生活在深海的小旋鱿等物种，很可能保留了接近早期形态的特征。 研究推算，十腕头足类主要分支在约一亿年前的中生代白垩纪中期迅速分化。 此后约在6600万年前，白垩纪—古近纪（K-Pg）大灭绝事件爆发，地球上约四分之三的动植物物种和非鸟类恐龙一起消失。

研究团队提出，早期十腕头足类之所以得以在这场浩劫中幸存，关键在于它们退守至深海少数富氧避难所。 桑切斯解释，当时的海面环境对头足类极其恶劣，近岸浅水区可供呼吸的富氧栖息地极少，同时极端的海洋酸化会加速浅海物种贝壳的溶解与破坏。 在此背景下，十腕头足类仍在其演化史中保留某种形式的内部贝壳，被视作深海起源的重要证据。

随着时间推移，全球生态系统逐步恢复，沿岸珊瑚礁重新建立，为十腕头足类提供了丰富的新生态位，促使不少物种再次向浅海扩散。 演化树显示，在早期分支出现之后，长达数千万年的时间里谱系分化十分有限，而在K-Pg后恢复期，分支数量突然激增，显示物种为适应快速变化的生态系统而展开多方向演化，这正是典型的“长引线”模式：漫长潜伏期之后，迎来多样化大爆发。

在微观层面，研究还利用转录组学分析了小旋鱿精巧指甲大小的螺旋贝壳，发现其在生物矿化和壳体再生方面存在特定基因表达特征，相较其他头足类物种，这类贝壳结构在漫长地质年代中并未显著退化。

科研人员认为，这一新的基因组框架为理解鱿鱼和乌贼独特性状的演化机制奠定了基础。 OIST分子遗传学单元负责人丹尼尔·罗克萨尔教授指出，十腕头足类相较其他动物类群拥有大量独特器官和行为，从动态伪装到复杂神经系统，都是科学家不断汲取灵感的源泉，如今在具备高质量基因组和清晰亲缘关系的前提下，研究者可以更有针对性地比对这些创新背后的分子改变。

相关论文题为《鱿鱼和乌贼在白垩纪中期的快速多样化先于其向沿岸生态位的辐射》，由古斯塔沃·桑切斯等人撰写，于2026年3月30日在线发表。 研究获得冲绳科学技术大学院大学、日本学术振兴会、Chan Zuckerberg Biohub、西班牙多家科研资助机构等支持。