在祖先删除了坚韧盔甲的遗传密码很久之后,航海章鱼重新发明了制造贝壳的配方。
最近对纸鹦鹉螺或大阿尔戈英雄的遗传分析(阿尔戈龙)揭示了其保护壳的令人惊讶的起源,它的外壳与其最近亲的外壳并不相似。
大多数头足类动物(也是软体动物)不再像聪明的蜗牛那样把壳穿在外面,而是去掉了坚硬的外衣。许多动物,如章鱼和鱿鱼,要么完全失去了外壳,要么只剩下残余的外壳。
其他的,比如墨鱼和羊角鱿鱼(螺旋藻),把它们的壳穿在里面。 公羊角鱿鱼有一个 它的作用就像一个骨架。 它具有浮力和令人惊讶的耐用性经常被发现被冲上海滩。
头足类动物中一个罕见的例外是鹦鹉螺(贝劳鹦鹉螺),它还有外壳吗? 它配有气室,当它漂浮在公海时,可以用来调节浮力。 它的外壳和现已灭绝的头足类祖先的外壳一样,由蛋白质组成,其中含有文石和方解石等矿物质,具有复杂的微观结构。
所有现代头足类动物的祖先都起源于奥陶纪时期,即至少 4.4 亿年前,被认为都具有这些保护性结构。
尽管通常被称为纸鹦鹉螺,阿尔戈英雄实际上是章鱼的一个属。 在这个不寻常的群体中,只有雌性通过从手臂分泌钙化蛋白来产生保护性螺旋壳。 阿尔戈号的外壳就像鹦鹉螺一样,它们的形状几乎相同,但这种外壳的微观结构却完全不同。
更重要的是,阿尔戈英雄不是附着在他们的地幔上,而是用几只手臂抓住他们的贝壳房屋。
由于大多数章鱼很久以前就失去了外壳,研究人员想知道单个群体如何以及为何重新获得外壳。
岛根大学的海洋生物学家 Masa-aki Yoshida 与来自日本各地的研究人员团队合作,对阿尔戈龙。 他们将阿尔戈英雄的基因组与其他软体动物进行了比较,包括加州两点章鱼(双斑章鱼)和鹦鹉螺。
“与之前的结果一致,大多数蛋白质显然不与[头足类动物及其近亲]的壳基质蛋白共享,包括鹦鹉螺的壳基质蛋白,”研究小组在他们的论文中写道。
然而,它们表达的一些基因和蛋白质在其他带壳软体动物(如帽贝)中被发现。大百合)和日本珍珠贝(彩绘彩绘)。 在无壳章鱼中发现了其他序列? 这表明阿尔戈英雄使用与祖先外壳形成无关的蛋白质拼凑了他们的保护壳。
与其他章鱼不同,阿尔戈不是底栖的? 他们不住在海底或其他建筑物附近。 相反,它们过着漂流者的生活,一生漂浮在热带和亚热带公海中。 这与鹦鹉螺的远洋生活方式相同。
吉田和团队解释说,为了实现这一目标,阿尔戈英雄也需要能够轻松漂浮的技术。 虽然它们的外壳缺乏鹦鹉螺更复杂的气室内部结构,它仍然可以捕获一些空气。
这个壳也被认为是阿尔戈英雄的卵壳,这可以解释为什么只有雌性才会发育它们。 雌性章鱼在壳的保护下产卵,无需像大多数其他章鱼那样将卵隐藏在海底等基质上。
阿尔戈英雄似乎从头开始彻底改造了贝壳,以帮助其从底栖居民转变为水中漂流者,模仿鹦鹉螺,这是一个非凡的例子趋同进化。
这项研究发表于基因组生物学和进化。