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走為上計:墨魚祖先億年前脫殼 敏捷軟體比死守更有生存優勢

2017/3/6 — 17:37

墨魚、魷魚與八爪魚祖先原來曾經擁有硬殼 。最新研究認為,牠們或在侏羅紀至白堊紀期間脫殻,演變成敏捷、懂噴墨汁的海洋生物。

墨魚、魷魚與八爪魚等的頭綱目 (Cephalopod) 軟體動物有著獨特體型,能噴出墨汁又或變色避過獵食者,其智力亦非常高。不過,一直以來因為無法保存良好化石証據,而無法了解牠們的演化進程。

英國布里斯托大學的分子生物學團隊以現今頭足綱基因排序對比過往化石記錄,估計頭足綱於稱為「中生代海洋變革 (Mesozoic Marine Revolution) 」的 1.6 億至 1 億年前脫去笨重外殻,適應新海洋環境。報告現已刊於《皇家學會報告》 B 版

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此為約 1.66 億年歷史、已滅絕的箭石目箭烏賊化石。其巨型硬殻相信令其無法快速移動。 Credit: Jonathan Jackson and Zoë Hughes, NHMUK

此為約 1.66 億年歷史、已滅絕的箭石目箭烏賊化石。其巨型硬殻相信令其無法快速移動。 Credit: Jonathan Jackson and Zoë Hughes, NHMUK

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主導研究的 Al Tanner 表示在「中生代海洋變革」期間,陸上有恐龍稱霸,但海底生態轉變飛快,各種生物都與時間競賽:海洋中出現爬蟲類、魚類以及其他敏捷的大型獵食者,被獵者則演化成有更硬甲殻或其他逃避技能。

團隊以分子鐘 (molecular clock) 技術分析頭足綱何時與其他軟體動物祖先分道揚鑣。由於突變會穩定地隨時間於基因中累積,因此只要找出每百萬年出現的突變以及不同群族之間的相異,就能估算到物種演化時間。雖然,技術有不確定性,但團隊將結果對照化石記錄時,仍可見到墨魚、魷魚與八爪魚等祖先的演化足跡。

研究的另一作者 Jakob Vinther 指,頭綱目祖先脫殻實際上是令其移動能力較高,不論在捕獵或被獵逃走時也能迅速行動。而未有脫殻的菊石目 (Ammonitida)箭石目 (Belemnitida) 速度跟不上當代生物,最終被滅絕。頭足綱利用噴射動力,將水吸入後透過肌肉收縮再從漏斗管 (hyponome) 噴出,雖然相對魚類用尾巴、鰭推進更為消耗能源,但同時更有效避過捕獵者。

有關分子鐘

分子鐘是一種使用生物分子突變率來推斷當兩個或更多個生命形式在史前時間演化的技術。技術首先在 1962 年,由著名化學家 Linus Pauling 與生物學家 Emile Zuckerkandl 發現,他們對比了來自不同生物系統但同一血紅蛋白分子的氨基酸排列順序後,發現當中的氨基酸隨著時間而以幾乎一定比例改變。

不過,分子鐘技術依賴化石記錄作對比,無法提出實際演化時間;加上氨基酸改變速度有機會浮動,故此技術得出的結果或會有所偏差。

來源:
ScienceDaily, Shedding new light on the evolution of the squid, 28 February 2017

報告:
Tanner, A.R., Fuchs, D., Winkelmann, I.E.& et al. (2017). Molecular clocks indicate turnover and diversification of modern coleoid cephalopods during the Mesozoic Marine Revolution. Proc. R. Soc. B 2017 284(1850). DOI: 10.1098/rspb.2016.2818

文/Alan Chiu 、審核/TC Chow

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