在一项里程碑式的国际合作研究中,科学家们成功解读了一种栖息于日本深海的稀有头足类动物——“章鱼大对虾”的全部遗传密码。研究揭示,该物种拥有约12 Gbp(十亿碱基对) 的惊人巨大基因组,这不仅使其成为目前已知的第三大动物基因组,更荣登头足类动物(包括章鱼、鱿鱼和乌贼)中的基因组“冠军”。这项重大发现为理解现代章鱼和鱿鱼如何进化提供了关键的“缺失环节”。
本研究由岛根大学生物资源科学部附属生物资源教育研究中心的吉田真明教授主导,联合了维也纳大学、和歌山工业高等专科学校、东京大学综合博物馆、国立遗传学研究所以及信息系统的研究机构组成的顶尖跨学科团队共同完成。
深海中的“时光胶囊”:中生代的幸存者
章鱼大对虾并非我们日常餐桌上的美味,而是一种极其珍贵的深海生物。它被称为海洋中的“活化石”,其所属的族群在距今约2.5亿至6600万年前的中生代曾一度繁盛。随着地质变迁和物种竞争,它的同类大多已湮灭在历史长河中,唯有章鱼大对虾幸存下来,继续在幽暗的深海中延续着古老的血脉。因此,对其基因组的解读,就如同打开了一封来自远古时代的生命信件。
基因组巨无霸:规模仅次于两种肺鱼
研究团队通过对在日本近海采集的章鱼大对虾样本进行高精度基因测序,发现其基因组大小高达约12 Gbp。这个规模究竟有多庞大?作为对比,人类的基因组约为3.1 Gbp,这意味着章鱼大对虾的遗传信息量几乎是人类的四倍。在目前已知的动物界中,只有两种肺鱼的基因组(约40 Gbp以上)比它更大,使其稳坐动物基因组规模排行的第三把交椅。
填补进化空白,连接过去与现在
头足类动物以其高度发达的神经系统和复杂的行为而闻名,但它们的进化路径,特别是不同类群之间的演化关系,仍有诸多未解之谜。吉田真明教授指出:“章鱼大对虾的基因组,就像一块珍贵的‘罗塞塔石碑’,帮助我们解读头足类动物的进化史。”
通过分析其庞大的基因序列,科学家们能够:
识别古老基因:发现那些在现代章鱼和鱿鱼中已经丢失或改变的古老基因特征。
追溯演化路径:厘清导致现代头足类物种多样性形成的关键遗传事件。
揭示适应性:探索该物种如何通过基因调整,适应从远古海洋到现代深海的剧烈环境变化。
这项研究成果成功地填补了现代章鱼和鱿鱼进化过程中的中间环节,为绘制完整的头足类动物进化树提供了不可或缺的遗传学证据。
未来展望
解码如此巨大的基因组本身是一项技术壮举,而后续的数据分析将带来更多发现。科学家们期待,通过对章鱼大对虾基因组的深入研究,不仅能揭示头足类的进化奥秘,还可能为神经生物学、发育生物学以及极端环境适应机制等领域带来新的启示。

