章鱼“自绝”之谜

编译 刘安立

章鱼会在交配不久后死去，一项分子生物学研究揭示——

章鱼是备受科学家青睐的研究对象之一。它们有复杂而大型的神经系统，非常聪颖，善于逃逸。它们能瞬间改变体色、皮肤纹理和身体形态，甚至还能在失去腕后重新长出腕。

奇怪“自绝”

然而，无论是在自然环境还是在人工养殖环境中，雌章鱼在繁殖后的表现都令人难解。章鱼是一次繁殖的动物，也就是说，它们一生只繁殖一次。雌章鱼产卵4 天后就停止进食，还没等到卵孵化它就死了。人工养殖的雌章鱼似乎还会加速自己的死亡——它们冲撞养殖箱的箱壁，咬掉自己的皮肤，甚至吞噬自己的触须。雄章鱼也好不到哪儿去——雌章鱼通常会杀死并吃掉自己的配偶，就算雄章鱼逃脱，也会在几个月后死掉。

1977 年，一名生物学家注意到：如果他把雌性加勒比海双斑章鱼的视腺（它与大多数陆地动物的脑下垂体相似，其得名是因为它位于两眼之间）去掉，雌章鱼就会放弃照看卵，并重新开始进食，甚至再度交配，“多活”几个月。这名生物学家和其他一些研究人员当时下结论说：章鱼的视腺一定会分泌某种“自绝”激素。不过，他们不清楚是什么激素,也不知道视腺怎样运作。

正常状态的雌章鱼

聚集起来产卵的章鱼

越来越怪

2015 年，美国一个团队测定了加州双斑章鱼（也称加州双斑蛸）的基因组，这是首次对章鱼所属的头足类动物进行基因组全面测序。在最近的新研究中，该团队聚焦雌章鱼在产卵后的古怪行为。

非交配期的成年雌章鱼是活跃的捕食者，大量时间它们都在巢穴外捕食招潮蟹之类的猎物。科学家把章鱼产卵期分为四个阶段。

在第一阶段，即产卵初期，雌章鱼像母鸡一样待在巢穴中护卵，轻触卵，并向卵吐出水流（目的是供氧）。在第二阶段，即产卵后4 天里，雌章鱼虽然会进食，但很少离开卵，只是守株待兔般掠食靠它们太近的螃蟹。4 天后，即第三阶段，雌章鱼完全停止进食。这一阶段会持续八天到十几天。在第四阶段，雌章鱼迅速衰竭，模样变得十分丑陋。在这段时间里，雌章鱼无精打采，很多时候远离卵，还撞击养殖箱的箱壁或角落。它们开始用力咬自己的触须，或把触须卷绕在套膜上，此时的章鱼模样难辨且难看。它们的皮肤变得苍白，肌肉失去本色。更令目击者难以置信的是，雌章鱼看起来就像在肢解、毁灭自己。

护卵的章鱼

分子信号

雌章鱼死前缠结自身

在新研究中，科学家采用基因测序工具来检测由繁殖期雌章鱼的视腺产生的多种分子信号。他们发现，雌章鱼在繁殖期四个阶段的行为与这些信号都有关，由此证明视腺的确注定了雌章鱼的最终死亡。这是首次揭示繁殖期雌章鱼最终“自绝”这种怪异行为背后的分子机制。

在研究中，科学家采集繁殖期各阶段章鱼的视腺，对RNA转录组进行测序。RNA 携带DNA 的指令（这些指令与蛋白质制造有关），因此，测序RNA 转录组是了解一个时段内细胞内的活动和基因活动的一个好途径。

在非交配阶段，雌章鱼捕食和进食较为活跃，在此期间产生大量神经肽（被神经元用来彼此间传递信息、与许多动物进食行为有关的蛋白质小分子）。在交配后，神经肽数量急剧下降。

随着章鱼开始禁食和衰竭，负责产生三种物质——儿茶酚胺（一种神经递质）、代谢胆固醇的类固醇、胰岛素样生长因子的基因活动增加。这表明章鱼体内与代谢有关的活动增加，但这也让科学家很惊讶，因为这是首次发现视腺与繁殖以外的活动有关。

这些分子和信号的改变怎样导致不同的行为改变？目前仍不清楚。在繁殖期初期，雌章鱼继续进食，但不会活跃觅食。这可能表明神经肽种分子在保证章鱼进食的同时,也会降低它们用于移动的肌肉的活性。在其他激素的作用下，章鱼变得更加护卵。这样一来，它们就能将能量尽可能地用于繁殖后代。

仍有争议

对于像章鱼这样聪明的动物为什么会有如此结局，科学界仍有争议。不过，章鱼群体存在严重的“鱼吃鱼”现象，因此有一种推测是：生物学上注定章鱼“自绝”，可能是为了不让雌章鱼吃掉后代。此外，章鱼有无限制生长的倾向。因此，清除饥饿的成年章鱼，就能阻止章鱼生态系统被一些暴躁的巨无霸章鱼个体主宰。

不过，一些科学家指出，虽然哪怕是水族馆里的海豚也有看似在抑郁中“自绝”（在这之前它们一直都显得很愉快）的现象，但人类不能把自己的观点强加到动物身上。毕竟，人类可以有多次繁殖，而且人类绝大多数都能活到繁殖年龄之后，在这方面人类与章鱼截然不同。如果说生存的目的只是传递自己的基因，那么章鱼“自绝”就并非那么怪异，那么恐怖。

章鱼的行为不应套用人类的价值观

视腺怎样导致章鱼“自绝”？

胆固醇可能在章鱼“自绝”行为中发挥了作用

科学家在最新研究中发现，在章鱼交配后多种生物化学途径的改变可能与章鱼的“自绝”有关，且其中一种改变导致了胆固醇的一个前驱体——7-脱氢胆固醇（7-DHC）的含量增加。

科学家现在知道，胆固醇不仅对饮食来说很重要，而且在体内多个信号系统中也有很重要的作用。从细胞膜的弹性到压力激素的产生都与胆固醇有关，但首次发现胆固醇也与生命周期有关，这一信息让科学家十分惊奇。

科学家检验了繁殖期和非繁殖期加州蓝斑蛸的视腺和视叶，并且发现了在繁殖后会导致甾族激素增多的3 个化学途径。其中一个会产生妊娠激素。另两个分别产生7-DHC 和胆汁酸中间体，而科学家此前不知道这两种物质会参与一次繁殖（或称终生一胎）这种繁殖策略。

脑容量较大的动物一般寿命都较长，因此脑容量较大的章鱼的“提前自绝”现象令人费解。按理说，繁殖后代是很快乐的事，但章鱼为什么会在这件幸事后就“一死了之”？现在看来，至少3 条独立的类固醇途径可能解释章鱼在“自绝”前出现的一系列行为。

其中一些胆固醇产生途径在哺乳动物和啮齿类身上也存在。对人体来说，异常高的7-DHC 水平会产生毒性，也是一种基因疾病的征兆。把7-DHC转化为胆固醇的酶的一个变异，会导致患者不爱护自己。高含量的7-DHC有毒甚至致命，对章鱼和对人来说竟然是一样的。这一点耐人寻味，毕竟从进化角度来看这两种动物大相径庭。