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章魚基因解碼 智能演化驚艷學界

基因科學/2015/8/18 下午 07:52:261155


章魚基因解碼 智能演化驚艷學界

章魚的八隻觸手、大頭、大眼外型,讓人聯想起外星生物,而事實上,科學家近日解碼章魚的基因組後驚訝發現,這些「外星生物」並非浪得虛名,甚至可稱為「地球上第一個智慧生物」。

章魚超大腦部 比脊椎動物還早「開竅」

沒錯,章魚的演化比哺乳類動物還早了2億3000萬年。

根據英國獨立報報導,科學家成功定序出章魚的基因碼,發現比起許多「高等」脊椎動物,章魚更早演化出智慧,而其中的演化秘密,就藏在其27億個「字母」的基因組當中。

「章魚是地球上第一個智慧生物。」章魚基因組計畫發起人,諾貝爾獎得主、劍橋大學獸醫Sydney Brenner說。

在所有頭足綱的掠食性軟體動物(如魷魚、墨魚和鸚鵡螺等)中,章魚是第一個被基因定序的動物。Brenner認為,研究頭足綱共同的基因組,可有助瞭解頭足綱成員的特性,並研究四億年前當章魚出現在海洋時,是如何演化出智慧的。

基因比人類多一萬個 還有複雜神經結構

這份發表在《自然》期刊的研究顯示,章魚雖然基因組比人類略小,基因數卻比人類多出一萬個——總計約有3萬3000個。

科學家認為,這是基因組大量、廣泛重新排列組合的緣故,以及幫助章魚適應環境的新基因出現所致。而其中最顯著的不同就屬「原鈣黏附蛋白」(protocadherins)基因,這種基因是神經細胞發展和互動的基礎。而在章魚的基因組中,就有168個原鈣黏附蛋白基因,是其他無脊椎動物的十倍、哺乳動物的二倍。

科學家指出,哺乳動物的神經被一種絕緣脂肪「髓磷脂」所包覆,不過章魚並沒有這種結構,這將利於章魚神經系統的短距離互動。「章魚的神經系統組織方式與人類完全不同——中樞神經圍繞著食道,這是無脊椎動物的特性,同時觸手也有多組神經,可以相對自主地活動,還有巨大的視葉負責視覺。」

「我們發現章魚有許多基因類型擴張得比脊椎動物還快,我們認為這些基因類型是無脊椎動物發展出複雜神經結構的關鍵。」研究共同作者、芝加哥大學學者Clifton Ragsdale說。

章魚太聰明 英實驗動物法特別保護

「章魚不僅和其他動物大不相同,跟其他的頭足綱動物相比,也有非常驚人的差異,包括牠的八爪武器、超大腦部和解決問題的能力。」Ragsdale說。

例如,章魚雖然沒有脊椎,但被關起來時卻很會「想辦法」找到逃出魚缸的路。除此之外,章魚還具有獨特的適應能力,能將體色變得與環境相同。科學家目前已找出可能與這個能力相關的基因。

「我們發現數百個其他動物身上沒有的獨特基因,可能和章魚的變色能力有關。」研究共同主持人、加州柏克萊大學學者Daniel Rokhsar說。

章魚也因為太聰明,是英國動物實驗相關法律中,唯一特別受到保護的無脊椎生物。



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