一項最新發表於《自然·生態與演化》期刊的基因為組研究，首次系統描繪出魷魚與烏賊這一「十腕頭足類」演化史的全貌，揭示它們起源於深海，約一億年前快速分化，並在恐龍熱斷絕後的漫長恢復期中，沿著「長引線」模式完成多樣化爆發。魷魚與烏賊以瞬間變色擬態和噴射推進等奇特能力聞名，但長期以來，由於化石記錄稀少、基因為組數據零散，科學家難以重建其演化脈絡。沖繩科學技術大學（OIST）主導的新研究，整合了現有數據庫，並首次加入三種新測序的魷魚基因為組，在此基礎上繪製出迄今最全面的十腕頭足類基因為組演化樹。
深海起源與白堊紀爆發
論文第一作者、OIST 分 子遺傳學單 元研究員古斯塔沃·桑切斯表示，魷魚與烏賊的祖先問題已爭論數十年，不同研究基於形態特徵或有限分子數據，提出相互矛盾的假說，而高解析度全基因為組數據則顯著降低了偏差訊號，讓真正的親緣關係得以浮現。研究顯示，多數十腕頭足類擁有內部骨架結構，但形態差異巨大：烏賊擁有圓形石灰質烏賊骨，許多魷魚則有薄而劍狀的「羽狀骨」，還有「小旋魷」的螺旋骨，有些深海物種甚至完全失去了這一結構。
大規模全基因為組測序在技術上極具挑戰，因為魷魚與烏賊的基因為組規模可達人類的兩倍，對測序平台和計算資源要求極高，還需獲取新鮮標本，這對分佈於熱帶淺海甚至深海的物種而言並不容易。 桑切斯指出，有些脈絡在珊瑚群島類熱帶礁區異常豐富，而另一些則只在深海以一般形態存在，這次研究得以依賴沖繩本地資源及國際合作，採集到關鍵物種標本。該研究是「水生比較基因為組計畫」五年國際合作的重要成果之一，由英國威康桑格研究所提供支援。
研究團隊利用涵蓋所有主要脈絡的十腕頭足類基因為組，構建出首個高解析度演化樹，填補了此前多處關鍵空白。合作作者、西班牙海洋研究所的吉爾-南多·吉爾南德斯-阿爾瓦雷斯專注研究「小旋魷」（Spirula spirula），這種獨特螺旋結構曾讓部分科學家誤以為它與烏賊關係更近，而基因為組證據則糾正了這一錯誤，為整個頭足類演化大局帶來新線索。 透過將基因為組資訊與有限化石記錄結合，團隊重建了魷魚與烏賊的演化時間軸。
結果顯示，這一類群起源於深海環境，至今仍生活在深海的小旋魷等物種，很可能保留了接近早期形態的特徵。研究推算，十腕頭足類主要分歧發生在約一億年前的白堊紀中期快速分化。此後約在 6600 萬年前，白堊紀—古近紀（K-Pg）大熱斷絕事件爆發，地球上約四分之三的動植物件種與非鳥類恐龍一同消亡。研究團隊指出，早期的十腕頭足類之所以能在這場浩劫中倖存，關鍵在於它們退守至深海少氧避難所。
桑切斯解釋，當時的海面環境對頭足類極其惡劣，近岸缺氧區可供呼吸的富氧氣流極少，同時極端海洋酸化會加速頭足類殼體的溶解與破損。在此背景下，十腕頭足類仍在其演化史中保留某種形式的內部殼體，被視為深海起源的重要證據。隨着時間推移，全世界生態系統逐步恢復，淺海熱帶礁重現建立，為十腕頭足類提供了豐富的新生態位，促使不少物種再次向海洋擴散。演化樹顯示，在早期分歧出現後，長達數千萬年的時間裡脈絡分化十分有限，而在 K-Pg 後恢復期，分歧數量卻驟增，顯示物種為適應快速變化的生態系統而展開多向演化，這正是典型
的「長引線」模式：漫長潛伏期之後，迎來多樣化大爆發。 在微觀層面，研究還利用轉錄組學分析了小旋魷精確捕獲的大小螺旋殼體，發現其在生物礦化與殼體再生活性面存在特定基因為組表現特徵，相較其他頭足類物種，這類殼體結構在漫長地質年代中並未顯著退化。科學家認為，這一全新基因為組框架為理解魷魚與烏賊獨特性狀的演化機制奠定基礎。OIST 分 子遺傳學單 元負責人伊恩·沃納克爾教授指出，十腕頭足類相較其他動物類群擁有大量獨特器官與行為，從動態擬態到複雜神經系統，都是科學家不斷汲取靈感的源泉，如今在高質量基因為組
與新親緣關係的先提下，研究者可更具針對性地比對這些創新背後的分子變化。相關論文題為《魷魚與烏賊在白堊紀中期快速多樣化早於其向淺海生態位的輻射》，由古斯塔沃·桑切斯等人撰寫，於 2026 年 3 月 30 日線上發佈。研究獲得沖繩科學技術大學、日本學術振興會、Chan Zuckerberg Biohub、西班牙多個科研資助機構等支援。
