地球上最有趣、最神祕的生物之一:巨型魷魚,終於在科學家的努力下完成了它的基因組測序。然而,儘管基因組可以幫助我們解釋它的許多奇異特徵,比如,其張牙舞爪的觸手、龐大的體型和碩大的大腦,但對於這種近乎神話的怪獸,還是有很多東西需要去了解。
科學家表示,基因組是回答很多關於這種奇怪動物的生物學問題的第一步。
事實上,人們對巨型魷魚所知甚少,因為它性情暴躁,而且生活在很深的海底。到目前為止,還沒有一隻巨型烏賊被活捉,所以它的生物學特性仍然是個謎。唯一被研究過的標本是被衝上海岸的魷魚屍體,或者是被漁夫意外拖上來的屍體。人們在野外能見到的巨型魷魚,僅限於水下攝像機捕捉到的令人毛骨悚然的、又頗具挑逗的一瞥。
但現在,科學家們終於有了一個完全測序的巨型魷魚基因組。這可以幫助科學家理解頭足類形成的重要節點是什麼,以及新的基因是如何在進化和發展中出現的。
1877年在紐芬蘭三一海灣擱淺的巨型魷魚
在該專案中,研究人員總共確定了大約27億個DNA鹼基對,大約是人類基因組的90%。這種大小並沒有什麼特別的,而且也絕不算大,比如,蠑螈的基因組是人類基因組的10倍。但是,要完全理解和欣賞巨型魷魚錯綜複雜的基因圖譜還需要一些時間,這些初步結果已經有助於解釋它的一些更顯著的特徵。
例如,研究人員發現了一組名為“reflectins(反射)”的基因,這種基因只存在於頭足類動物中。這是一個關鍵的發現,因為顏色是偽裝的基本元素。
Reflectins是僅在頭足類中發現的蛋白質家族,例如魷魚,烏賊和章魚。它們的參與可以使頭足類的面板和眼睛呈虹彩。大多數頭足類動物,包括巨型魷魚,都具有其中一些基因。因此,生物學家只能在這類動物中研究Reflectins,而且,只有少數幾種頭足類動物已經被測序,所以巨型魷魚基因組將能夠幫助我們理解這一蛋白質家族的生物學。
科學家們還確定了負責生長和發育的基因,即Hox和Wnt基因。這些基因可能在這種動物的巨人症中起關鍵作用,因為它們的個體通常會長到9到13米長。儘管如此,它們的大小似乎並不是全基因組複製的結果,這是一種在大型脊椎動物身上看到的進化生長策略。
整個基因組複製已經在許多不同的生物體中得到了描述,有些植物為此而聞名。但是,脊椎動物 —— 帶有骨架的動物,也具有完整的基因組重複,據認為在它們的進化中很重要。 到目前為止,還沒有在所有頭足類動物中發現完整基因組重複的證據,包括巨型魷魚。
至於,巨型魷魚是如何變得如此巨大的,仍是一個未解之謎。
巨型魷魚的大腦也非常巨大,我們只能假設它和其他頭足類動物一樣複雜。事實上,研究人員在一組被稱為原鈣粘附素中發現了100多個基因,這種基因在無脊椎動物中通常是找不到的。
很長一段時間以來,科學家一直認為只有脊椎動物才會發現大量的原鈣粘附素,所以當在章魚基因組中發現160多種原鈣粘附素時,研究人員真的很驚訝。現在,科學家在巨型魷魚身上也發現了原鈣粘附素的擴張,而它的大腦是無脊椎動物中最大的。雖然還不知道它們在做什麼,但這可能是怎樣製造一個複雜大腦的重要線索。
在巨型魷魚中看到的大多數基因都與其他動物共享,如章魚、蝸牛、蠕蟲、蒼蠅和人類,因此這個基因組現在將成為科學家將其與其他頭足類和動物進行比較時的重要參考點,並用於研究巨型魷魚的獨特特徵。
對巨型魷魚的科學探索仍在繼續。值得高興的是,有了基因組的測定,研究巨型魷魚和相關物種的海洋生物學家就有了一種強大的新資源來幫助他們了解更多。