章鱼是注定成为孤儿从很小的时候起。 雌性章鱼产卵后,会停止进食并开始自残,撕下皮肤并咬掉触手的尖端。
当小章鱼从卵中蠕动出来时,它的母亲已经死了。 几个月后,它的父亲也将去世。
章鱼短暂而残酷的生命长期以来一直让科学家们着迷。 1944年,研究人员假设交配在某种程度上按下了海洋生物体内的分子“自毁”按钮。
花了近 80 年的时间,这个模糊的假设终于成形了。 研究人员最近发现,交配似乎改变了雌性章鱼体内几种基于胆固醇的关键生化途径,将其转化为各种激素。
“我们知道,从饮食角度来看,胆固醇很重要,而且在体内不同的信号系统中也很重要,”解释分子生物学家 Z. Yan Wang 在芝加哥大学进行了这项研究。
“它涉及从细胞膜的灵活性到应激激素产生的一切,但看到它也在这个生命周期过程中发挥作用真是令人惊讶。”
在人类中,一些胆固醇前体在高浓度时是有毒的。 因此,增加胆固醇代谢的遗传性疾病可能会导致严重的发育和行为问题,包括重复性自伤和喂养障碍。 严重的情况甚至会危及生命。
这些症状奇怪地让人想起雌性章鱼在生命的最后几天,这表明研究人员可能有所发现。
我们花了数年时间才达到这一目标,很大程度上是因为章鱼和鱿鱼中发现了一种小型且未被充分认识的器官。
1977年,研究人员想通了认为视腺以某种方式在章鱼的程序性死亡中发挥了作用。
该器官与人类的垂体相似。 它位于章鱼的眼睛之间,与头足类动物的性发育和衰老有关。 当它从雌性章鱼身上取出后,这种生物在产卵后还能存活几个月。
2018 年,科学家们利用这些知识并对两个视腺的 RNA 进行测序来自两只处于不同衰退阶段的雌性章鱼。
当章鱼濒临死亡时,作者注意到控制性激素、类胰岛素激素和胆固醇代谢的几个基因的活性水平更高。
现在,几年后,一些研究人员直接分析了交配雌性和未交配雌性的该器官分泌的分子。
交配后,看来视腺确实会分泌更多的性激素、类胰岛素激素和胆固醇前体。
所有这三种分子最终都可能促成引发死亡的信号系统。 或者,也许只是这些分子在章鱼体内的积累才具有致命性,就像人类的情况一样。
虽然视腺此前已被认为与头足类动物性激素的产生有关,但最近才在“自毁”序列中发现了其他两条途径。
未来,王和她的同事希望进一步观察“下游”,看看还有哪些其他分子参与了这种奇怪的时间死亡。
“令人惊讶的是,[章鱼]会经历一系列的变化,它们在死前似乎会变得疯狂,”说芝加哥大学的神经生物学家克利夫顿·拉格斯代尔 (Clifton Ragsdale)。
“也许这是两个过程,也许是三个或四个过程。现在,我们至少有三个明显独立的类固醇激素途径,可以解释这些动物表现出的多重作用。”
王说,她特别兴奋的是,她的团队发现的两条途径是从其他啮齿动物研究中得知的。
“现在我们的研究有证据表明这些途径也可能存在于章鱼中,”说王.
“看到如此不同的动物之间的相似性真是令人兴奋。”
该研究发表于现代生物学。