为什么说「章鱼不像地球生物」？

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为什么说「章鱼不像地球生物」？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/419101202

同花顺

章鱼长有八臂，臂上具有2行吸盘，还有像照相机一样的眼睛、颜色伪造以及诡异的智力，这些与地球上的其他生物大相径庭。独特的生物学特征让章鱼成为众多科幻影视作品中的外星人形象


一、外部特征

章鱼具有八足，其足已演变成一组灵活的，有弹性的附件，称为“手臂”，它们围绕嘴巴，并通过网状结构在底部附近相互连接。根据边和序列位置，章鱼的手臂可以分为四对，其中后两臂通常用于在海底行走，而其他六个则用于觅食。因此，一些生物学家称这些动物有六个“手臂”和两个“腿”。臂的内表面覆盖有圆形的粘性吸盘。吸盘可让章鱼自行锚定或操纵物体。每个吸盘具有两个不同的部分：称为漏斗的外部浅腔和称为髋臼的中央空心腔，这两个腔都覆盖在几丁质角质保护层中的厚肌肉。当吸盘附着到表面上时，两个结构之间的孔口被密封。漏斗提供附着力，而髋臼保持自由，通过肌肉收缩放松来控制附着和脱离


章鱼的皮肤由粘膜细胞和感觉细胞组成的薄表皮，以及由胶原纤维和各种允许变色的各种细胞组成的结缔组织真皮共同组成。得益于变色细胞，章鱼可以更改颜色以匹配周围环境来隐藏自己，它们可以变成蓝色，灰色，粉红色，棕色或绿色等



伪装成带状海蛇和复制了比目鱼游泳风格的章鱼

章鱼全身唯一的坚硬部位是尖锐的鹦鹉状喙，位于手臂的下方
二、循环系统

章鱼有三颗心脏：一个系统心脏使血液在全身循环，两个辅助心脏将血液泵入两个鳃。系统心脏具有肌肉收缩壁，由单个心室和两个心房组成。血液通过主动脉和毛细血管系统循环到腔静脉，然后由辅助心脏通过鳃泵送血液回到主心脏。当章鱼游泳时，系统心脏处于静止状态，因此它会很快疲劳并喜欢爬行
章鱼的血液呈现为蓝色。章鱼血液中含有富含铜的蛋白质，血蓝蛋白（血蓝素），以转运氧气。在氧气含量低的寒冷条件下，血蓝蛋白比血红蛋白更有效地输送氧气。血蓝蛋白溶解在血浆中，而不是在血细胞中携带，使血液呈蓝色
三、神经系统

章鱼具有发达的神经系统。在所有无脊椎动物中，章鱼的脑体质量比最高，也比许多脊椎动物更大。据称，章鱼拥有5亿个神经细胞，而蜜蜂（无脊椎动物的神经元数量第二名）大约有100万个


章鱼有“九”个脑袋，即一个主脑和八个在手臂上的附脑。章鱼的神经细胞有三分之二位于手臂的神经索中，这些神经索显示出各种复杂的反射动作，即使没有大脑的输入，这些动作也会持续存在。与脊椎动物不同，章鱼复杂的运动技能并不是在大脑中组织起来的，而是使用一种无脊椎动物所独有的非体位系统
章鱼具有2个记忆系统，一个是大脑记忆系统，另一个记忆系统则直接与吸盘相连。章鱼的每一根触角都似乎拥有独立意识，在大脑下达一个命令后，章鱼的八条腿就能自己“思考”，此后腕足就可以独自感知环境，快速做出反应
章鱼的智力“超群”。更聪明的动物往往具有更高的脑对身体比例，毫无疑问，章鱼的脑对身体比例是所有无脊椎动物中最大的。章鱼可以轻松穿越迷宫并完成棘手的任务以获得食物奖励，其还擅长将自己放入容器或从容器中取出，这显示了章鱼的智力远超无脊椎动物
四、复杂的基因组

章鱼的基因组显示出惊人的复杂程度。2015年8月12日，《Nature》描述了章鱼一个异常大的基因组，它有助于解释软体动物如何进化成超凡脱俗生物



a.章鱼解剖示意图；b.C2H2和原钙粘蛋白域包含基因家族在章鱼中扩展（ Hsa：智人）

在这项研究中显示，章鱼的基因组几乎与人类的基因组一样大，并且包含更多的蛋白质编码基因——约33,000个，而智人为<25,000。这种过量主要是由于一些特定基因家族的扩展。最显着的基因组之一是原钙粘蛋白，其调节神经元的发育以及它们之间的短程相互作用。章鱼具有168种这些基因，是哺乳动物的两倍多
与发育相关的基因家族，锌指转录因子，在章鱼中也高度扩展。它是约有1,800个基因，是仅次于大象的2,000个嗅觉受体基因的第二大基因家族。章鱼的吸盘亦表达了一组奇怪的基因，这些基因与编码神经递质乙酰胆碱受体的基因相似，似乎使章鱼具有了用吸盘品尝的非凡能力。章鱼的皮肤表达了六个基因，这些基因编码的蛋白质被称为反射蛋白，改变了光从章鱼反射的方式，从而赋予了章鱼不同的颜色外观，同时还可以改变其纹理，图案或亮度
五、藐视遗传中心法则的RNA编辑

通常认为遗传信息是从DNA到RNA再到蛋白质，蛋白质组的复杂性取决于转录后过程的多样化集合，这些过程会修饰和丰富基因信息，以超出基因组蓝图
通常，蛋白质表达会遵循DNA中的遗传指令。然而，2017年4月6日发表在《Cell》上的一篇文章显示，章鱼、鱿鱼和乌贼经常利用酶清除RNA中的特定碱基A（腺苷），并且利用一种不同的碱基I（肌苷）替代它们（RNA编辑），并不严格地遵循其DNA中的遗传指令。大多数动物很少使用这种被称作RNA编辑的过程重新编码蛋白，整个转录组显示，只有约3％的人类和1-4％的果蝇带有一个编码位点，但章鱼等头足类动物在超过半数的转录基因中编辑RNA。通过这一方式，章鱼可以快速地适应环境的温度变化


论文作者表示，“自从沃森与克里克发现遗传信息储存在DNA中以来，我们的看法就是所有的信息储存在DNA中，而且它忠实地被复制到另一种分子（即RNA），随后经翻译后产生发挥功能的蛋白。人们通常认为这是一种非常严格的过程，但鱿鱼中的RNA并非如此，这种有机体进化出操纵RNA中信息的机制。”
然而，大量地使用RNA编辑会延缓基因组的进化。RNA编辑酶仅能作用于被一种大的RNA超结构包围的碱基对，任何一侧的碱基发生突变，那么就可能丧失编辑该靶点的能力。因此，章鱼并不能承受在其RNA可编辑的基因中发生的DNA突变。作为选择RNA编辑的代价，那就是延缓基因组进化。与之相反，脊椎动物偏好于基因组进化而不是RNA编辑
六、章鱼来自外星？

导致2.7亿年前章鱼出现的“智能复杂的显着变化”，与我们所知的达尔文进化论似乎背道而驰，因为后者为一个缓慢、渐进的过程。2018年8月，一篇发表在《Progress in Biophysics and Molecular Biology 》的综述显示，章鱼似乎是在另一颗行星上进化而来的“外星访客”。研究人员称，章鱼的这种超快速自然选择的背后基因似乎并非来自祖先
许多物理和生物证据是多因素的。最近的一些研究确定了复杂的逆转录病毒出现在寒武纪大爆发之前，这些病毒被认为与主要的进化基因组过程有关。这种巧合并不是偶然的，而是与硬件理论的一个关键预测相一致的，即主要的灭绝-多样化进化边界与携带病毒的彗星爆炸事件相吻合。第二个焦点是智能复杂性的显着发展，最终导致了章鱼的出现。第三个焦点涉及陨石中所含的微生物化石证据，以及在高层大气中探测到的明显的来自太空的来生生命粒子



在67P / CG彗星发现了有机分子和分子氧的喷射。（罗塞塔轨道器分析的气体的P / C比值显示为1％，与细菌降解一致，暗示彗星中存在细菌样物质）

自1960年代以来，钱德拉·维克拉玛辛格（Chandra Wickramasinghe）及其许多同事得出了一个非常合理的结论：只要地球的条件允许其繁荣发展（大约41亿年前或之前），生命就可能由载有生命的彗星在地球上播种。自那以后，诸如耐太空和耐太空细菌，病毒，更复杂的真核细胞，受精卵和种子等生物一直不断地输送到地球，从而成为进一步陆地进化的重要驱动力，这导致了巨大的发展，而遗传多样性导致人类的出现
所有已知的细胞系统都携带整合的病毒遗传信息或其片段。任何给定的病毒颗粒或核酸剂（类病毒）原则上都可以进入任何细胞，原则上都可以整合进宿主的基因组。因此，我们应该合理地将病毒视为已知宇宙中信息最丰富的基因系统之一
在头足类的基因和转录组测序中似乎暗示了地外病毒影响陆地生物的进化。如前面所述，章鱼的基因组显示出惊人的复杂程度，其基因组数量远超智人。纵观头足类动物近5亿年的进化史，他们的系统发育是高度不一致的，这个发现令人困惑
研究人员表示，章鱼可能是在引入外星基因后从鱿鱼进化而来的。从共有祖先鹦鹉螺到普通乌贼，再到鱿鱼，然后到普通章鱼的转化基因，很难在任何先前存在的生命形式中发现。那么，就地球进化而言，似乎暗示它们的基因是从遥远的'未来'中借来的，或者更现实地说是从整个宇宙中借来的
与该结论一致的是，行为复杂的头足类动物（如章鱼）中，体细胞RNA多样化机制的RNA编辑转录组数据。这些数据显示，在行为复杂的盘状头足类动物(尤其是章鱼)中，几乎每一个蛋白编码基因中都存在广泛的腺苷到肌苷(A-to-I) mRNA编辑位点，但在鹦鹉螺中则不存在。与鹦鹉螺、其他无脊椎和脊椎动物相比，头足类动物在蛋白质编码A-to-I mRNA编辑方面的差异是惊人的。在全转录组筛选中，只有1%的果蝇和人类蛋白编码mRNA具有A-to-I编码位点。然而在鱿鱼中，尤其是章鱼中，这是一种常态，几乎每个蛋白质编码基因都具有进化保守的A-to-I mRNA编辑位点亚型，导致非同义氨基酸的变化。这是分子遗传策略的一个虚拟的定性跳跃，在一个假定的平稳和渐进的进化谱系中——“一种突然的大跃进”。一个合理的解释是，这些新基因很可能是新的地球外星输入物，最有可能是冷冻保存和基质保护的受精卵内的一组功能一致的基因
冷冻保存的鱿鱼和/或章鱼卵在几亿年前冰冷的冰团中到达的可能性不容忽视，因为这可能是章鱼在2.7亿年前的地球上突然出现的一种简约的宇宙解释。的确，这一原理适用于所有主要生命形式在化石记录中的突然出现。类似的生物特征，就像是从某种类型的前存在中衍生出来的一样，不像达尔文理论的环境选择。如果我们承认宇宙生物圈的扩大，那么这些生物的许多非地球特性都可以合理解释
鉴于章鱼中复杂的新基因集可能不仅仅来自水平基因转移或现有基因的简单随机突变或简单的重复扩增，这是合乎逻辑的推测。因此，新基因和病毒驱动程序很可能来自太空



从鱿鱼到章鱼的进化与外星病毒插入的一组基因兼容

对此，众多科学家表示反对。斯坦福大学霍普金斯海洋站专门研究头足类的生物学家威廉·吉利（William Gilly）表示，“这篇论文写得很差，充满误导性陈述，我不敢相信它通过了同行评审”
德国马克斯·普朗克分子遗传学研究所的科学家Karin Moelling表示，这是一个疯狂的理论，没有证据支持章鱼来自外星人的说法，因此无法认真对待该论文
Karin Moelling继续表示，这是一个有趣的想法，但不能当真。这篇论文的基本论点是，寒武纪大爆发期间，太空基因以冷冻病毒和章鱼卵的形式降落在地球上。寒武纪爆炸发生在大约4.85-5.41亿年前，而根据2015年首次绘制的章鱼基因组报告（前述第四部分），章鱼的神经系统基因大约在1.35亿年前从鱿鱼分裂，这比寒武纪爆炸晚得多，这与文章观点并不相符。另外，该基因组报告显示，章鱼的基因没什么特别的，章鱼的基因完全位于所有地球生命的遗传系谱上，至少可以追溯到37.7亿年前，其基因看起来与鹦鹉螺(章鱼的祖先)有着密切的联系
目前尚无有力的证据表明，章鱼确实是外星生物。因此，尽管章鱼酷的像外星生物，但目前的证据表明，其仍然来自地球
参考资料：

1、无脊椎动物中的“叛徒”——章鱼的智商究竟有多逆天
2、Octopus.Wikipedia.
3、The octopus genome and the evolution of cephalopod neural and morphological novelties.Nature. 2015;524(7564):220-224.
4、Octopus genome holds clues to uncanny intelligence. Nature News.
5、Trade-off between Transcriptome Plasticity and Genome Evolution in Cephalopods.Cell. 2017;169(2):191-202.e11.
6、Cause of Cambrian Explosion - Terrestrial or Cosmic?.Prog Biophys Mol Biol. 2018;136:3-23.
7、Did Octopuses Come From Aliens? "There Is No Evidence For It At All."https://www.buzzfeednews.com/article/danvergano/octopus-aliens-space-nope

长长的路

因为人类对“地球生物”的理解比较狭隘，
认知必然受到经验的限制，作为安土重迁的陆生生物，人类的生存环境中出现深海动物的概率相对较小，
当我们提起“地球生物”这个词时，更多地会想起动物植物，甚至于微生物都比较难以想起。
另一方面，进化树上，我们和章鱼分属相距较远的枝条两端，
我们很容易接受猫狗这类脊椎动物是我们“同一个球”上的生物，蚊子蟑螂这类人们语境中常出现的动物也容易接受，
但是章鱼这种软体八爪腕足喷墨能变色的深海生物，就比较超出人类想象了，
但它与其他奇异生物（水熊虫恶魔线虫之类的）不同，它在人类社会又相当有名气。
再者，得益于幻想小说有限度的想象力：幻想的造物必须来自于现实事物及其拼接组合——比如“龙”，
“克苏鲁”和“外星人”，章鱼因其造型离奇，san值狂掉，“长得就很邪恶”而经常用于作为异种神灵和幻想生物的素材——这更强化了章鱼的怪异形象。

撰文：阿巴

队长是我

跟章鱼比起来，我觉得人类才不像地球生物～

• 与地球上的其他物种相比，人类进化速度实在是太快了，在短短的几百万年中，不仅大脑有了质的飞跃，还创造出了一个更高级的文明，这种速度让人类看起来与地球上的其他物种区别很大。比如恐龙进化了几亿年，就形体有点改变，脑容量变化不大，这是考古的结论，而人，你想想看，这进化速度，还有科技的发展速度，仅仅用了４万年，从用使用石头做工具到原子弹～
  
• 很差的耐受，体力差，容易饿，容易困，容易背痛，说明对地球重力不是很适应，人类很有可能来自一个重力没有地球高的环境。
  
• 容易被晒伤，而其它生物对于太阳光的免疫完全都比人类要好，新生婴儿头大，给孕妇分娩造成极大困难。相对于其他物种，人明显聪明得多，按理来说应该更适应地球才对，但实际上并没有。
  
• 动物对自然灾害有感知就人类不知道，这反映出，人类与地球的原生关系是微乎其微的。
  

要不有人猜测，我们可能是被流放到地球上的，我觉得可能性蛮大～
我开个脑洞猜测故事可能是这样的：
我们的祖先从外星被流放到地球后，本身是不适应地球生活的，然后当时我们的祖先就决定利用地球上现有的本地生物，也就是灵长类的猴子祖先，与自身杂交，然后开启了适应地球本土的演化过程。
所以现代的人类是外星生物和本地土著的杂交品种～
至于我们祖先的结局，要么是藏起来了，比如海底或者月亮上（有说月亮是空心的，以祖先的能力挖个洞进去是么撒问题滴），要么自然灭绝了，当时带来的科学技术和设备，由于没有办法更新维护，肯定就没了～
我更倾向于藏在海底/月亮的这种想法，因为对于星际文明来说，设备维持个几万年应该不成问题，所以幸存的祖先躲在海底，然后定期出来引导人类的科技进程，让我们赶紧更新换代提高科技水平，等我们的科技能达到一定程度，他们就会出来，跟我们一起重新组织舰队，然后杀回母星去～

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同花顺

像啊，你看看他同一个祖先的鹦鹉螺，章鱼就是很正常的软体动物啊。
什么眼睛之类的，很大可能是趋同进化呀。
味道也很像地球生物。

检验医师

2015 年，一项研究[1]显示章鱼基因组含有约 33000 个基因[2]，规模是常见无脊椎动物的 5~6 倍；章鱼的数百个基因是其它软体动物乃至所有无脊椎动物都不具备的（你在这一步就可以想象多出来的几万个并不独特的基因是个什么情况了：生物的本质就是复读机）。一些研究人员感慨称“章鱼就像外星生物”。这表达方式被没接到热的[3]所以需要骇人听闻来吸引眼球的若干媒体大力渲染，于是有了这种问题。
章鱼是正经的地球老居民，你随便拿个章鱼细胞来，线粒体和水通道蛋白都是凡庸到极点的。章鱼的基因数量比人类多或是碱基对数比人类多，是没有特殊意义的：

• 衣笠草单倍体基因组含有约 1490 亿个碱基对，是人的近 50 倍，然而没发现这种植物在智能或生存力上有任何特异之处。
  

章鱼有 168 个原钙粘蛋白基因，这种蛋白质调节神经元发育和它们之间的短距离相互作用，关系到章鱼腕足（触手）里的大量神经元。这类蛋白质在你身上也存在，只是种类较少——这是当然的，你又没有半独立运行的触手，你的神经系统主要集中在脑和脊髓，肠道里散布的那些不需要操作八组复杂的肌肉和感官。
章鱼腕足的性能虽然让人印象深刻，但比起人类肢体强大的抓握和投掷能力还差得远，在自然界捕食章鱼的韧鱼能轻松地连续咬断章鱼的每一条腕足，而人类早在手持木棍和石块的年代就开始发动全新世大灭绝了。
C2H2 锌指蛋白转录因子家族在真核生物中具有重要的生物学功能，章鱼的此类基因也规模庞大。
章鱼对外界的认知力看起来有点像人类五岁小孩，没有发现章鱼有视觉自我认知能力的迹象，很可能不具备自我意识。章鱼的寿命过短、缺乏代际交流，生活方式通常缺乏群体互动[4]，即使有基于 RNA 的获得性性状遗传，子代面对复杂问题仍要重新学习，信息传承效率低。
实际上头足类根本不倚仗多出来的重复 DNA 片段，而是靠 RNA 编辑来在个体生存时间内提高对周围环境的适应程度，乌贼在这方面和章鱼是十分相似的。
章鱼体内三分之二的神经细胞分别设置在触腕内的神经束里，而不是放在头部的“脑”中，对学习的贡献有限。科学研究证明，章鱼复杂的身体运动并不像脊椎动物这样按体位映射到脑皮层[5]，它们不能靠触觉把握自己的身体动作的效果，甚至其触觉不会在它们的感知中形成关于物体的立体定位（这可和它们灵活的多触手生物的外观背道而驰），这造成章鱼的本体感觉[6]很差[7]，需要通过肉眼观看自己触腕的运动来搞清楚自己的具体行动[8]。