乌贼。图片来源：Keishu Asada

鱿鱼和乌贼是海洋中最迷人的动物之一，被统称为头足纲十腕类。几十年来，科学家一直试图弄清这些奇特生物的演化历程，但进展缓慢，因为它们的化石记录有限，且基因组十分复杂。

3月30日发表于《自然-生态与演化》的一项研究，将大规模基因组数据集与3个新测序的鱿鱼基因组结合起来，揭示了一种“长引信”模式，从而解释了鱿鱼和乌贼是如何演化成今天所见的多样化群体的。

论文第一兼通讯作者、日本冲绳科学技术大学院大学的Gustavo Sanchez表示：“关于鱿鱼和乌贼的起源问题，许多研究团队基于不同形态特征和分子数据提出过各种演化假说。我们凭借新的基因组信息，终于解开了围绕它们起源的一些谜团。”

鱿鱼和乌贼生活在从深海到浅海沿岸的各种环境中。尽管种类繁多，但它们大多有一个共同特征——内壳。这一结构差异很大，从乌贼圆润的海螵蛸，到鱿鱼薄如刀片的角质壳，再到旋壳鱿鱼的螺旋形壳，部分浅海物种甚至完全没有壳。

厘清这些不同形态的亲缘关系并非易事。Sanchez解释道：“早期对十腕类演化的推断基于分辨率有限的数据集，容易产生偏差信号，掩盖了不同物种间的真实关系。如今，全基因组数据能够更清晰、更一致地展现这些动物的演化历程。”

鱿鱼基因组通常是人类基因组的两倍，需要先进技术和强大算力来分析。此外，获取合适样本也很困难，因为需要鲜活DNA，而许多物种生活在偏远或难以抵达的栖息地。最终，研究团队基于几乎所有主要谱系的基因组序列，构建了首个头足纲十腕类的演化树。

其中一个重要物种是稀有的旋壳鱿鱼，它奇特的内壳长期困扰着科学家。“过去，旋壳鱿鱼的内壳结构让一些研究者错误地认为它和乌贼关系密切。”论文作者、西班牙海洋研究所的Fernando A. Fernández-Alvarez说，“我相信，这个基因组能填补关键缺口，为更广泛的头足类演化问题带来清晰的答案。”

结合基因组数据与化石证据，研究人员重建了鱿鱼和乌贼的演化时间线与环境背景。“我们的分析显示，这类动物起源于深海，那里如今仍孕育着像旋壳鱿鱼这样的动物。”Sanchez说。

研究表明，主要的十腕类动物大约在1亿年前的白垩纪中期进行了首次分化。大约6600万年前，白垩纪-古近纪大灭绝导致地球上约3/4的物种消失，包括恐龙。尽管遭遇了这场灾难，但鱿鱼的祖先却幸存下来。

科学家认为，这些早期头足纲动物在深海富含氧气的小区域找到了避难所。Sanchez说：“海面环境对头足纲来说极为恶劣，那时海岸附近几乎没有合适的富氧栖息地。而浅海强烈的海洋酸化现象也很可能腐蚀了它们的外壳，因此一些结构能够在其整个演化历程中得以保留的事实，恰恰证明了它们起源于更深的海洋。”

随着地球环境恢复，珊瑚礁逐渐重现，形成了新的浅海生态系统。许多鱿鱼和乌贼的谱系随后向这些环境扩散。“在白垩纪初期的谱系分化后，数千万年间并未出现太多分支。但在大灭绝后的恢复期，物种突然快速多样化，以适应不断变化的新生态系统。这就是典型的‘长引信’模式，即一段有限变化时期后的多样性大爆发。”Sanchez说。

这项工作为未来研究鱿鱼和乌贼的独特性状打下了坚实基础。论文共同通讯作者、美国加州大学伯克利分校的Daniel Rokhsar说：“有了这些基因组和清晰的演化关系，我们就能进行有意义的比较，揭示与头足纲进化相关的分子变化——从新型器官、动态伪装，到支撑其非凡行为的神经复杂性。”（王方）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41559-026-03009-1