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加州双斑章鱼（图片来源：Tom Kleindinst/Marine Biological Laboratory） 雌性章鱼在产卵后，行为会变得古怪、疯狂，会开始自毁行为。它们也会最终因此死亡，寿命只有1年左右，医生只会交配一次。而在这类生物中，看似宿命的循环中隐含着深刻的生物学机制。研究人员发现，如果这个过程出现在人体内，人或许也难逃一劫。 撰文 | 玛格丽特·奥斯本（Margaret Osborne） 编译 | 不周 编辑 | clefable 章鱼，也叫八爪鱼，一直是科学领域的“网红”，它们既是高智商的问题解决者，也是狡猾的逃跑艺术家。同时它们还身怀瞬间“变身”（改变皮肤颜色、纹理和形状）、断肢再生等神奇能力。因此，无论大众还是科研人员，都深深地为其着迷。 未交配的成年雌性章鱼非常活泼，是海洋中敏捷的捕食者，总是会离开巢穴去捕食。然而，它们这样聪明，却不像绝大多数头部较大的动物一样长寿，反而寿命很短。章鱼是单次繁殖（动物在死亡前只有一次生殖过程的生殖策略）动物，雌性章鱼总会在产卵后出现自毁行为，导致自身死亡，终年1岁左右。而雄性章鱼通常会被雌性杀死，或在几个月后死去。 像所有新手父母一样，雌性章鱼在产卵后会无微不至地照顾自己的宝宝。它会一直守护在洞穴里，抵御捕食者，并不断向章鱼宝宝们吹气，以保证供氧。”但此后，它的行为会变得异常古怪：停止进食并开始自残，撕下自己触腕上的表皮，甚至吃掉自己的触腕。这些举动会造成它们生理机能消退，最后导致死亡。这种现象也是的雌性章鱼很少能活到宝宝从卵中孵化之时的原因。 关键的改变 1977年，有研究发现，这种现象的起因是它们体内的视腺（optic gland）。在章鱼大脑视叶附近存在2个视腺，类似人类等其他脊椎动物的脑垂体。若切除视腺，这些雌性章鱼会放弃抚育章鱼宝宝，恢复进食，其寿命也会延长数月左右，有些甚至会再次交配。但视腺究竟如何引发章鱼这样可怕的行为方式？这仍是个未解之谜。 2018年，美国芝加哥大学的研究团队利用基因测序技术，对两只处于不同衰退阶段的雌性章鱼的视腺进行了RNA测序。结果显示，在交配前，章鱼的视腺会表达高水平的神经肽，这种分子会促进它们寻觅食物。但在交配后，视腺表达的神经肽量会降低，而儿茶酚胺、类固醇等的合成会明显增加，其体内的性激素、胰岛素及胆固醇代谢会受到这些分子的调控。
加州双斑章鱼（图片来源：维基百科） 近日，在一项发表于《当代生物学》的研究中，他们和其他研究人员一起利用质谱技术，检测了加州双斑章鱼（Octopus bimaculoides）在交配后体内一系列生化途径的变化，而这些变化可能正是导致它们自我毁灭的原因。在章鱼交配后，其体内的一条生化途径会发生变化，提高章鱼体内7-脱氢胆固醇（7-DHC）的水平。 7-DHC，是合成胆固醇的前体物质。“我们知道，从饮食角度来看，胆固醇无疑是非常重要的（胆固醇主要有两个获取途径：食物摄取和体内合成），而它在身体不同的信号系统中也至关重要。”这项研究的主要作者、华盛顿大学（University of Washington）心理学与生物学助理教授Z.Yan Wang提到，“从细胞膜的流动性到压力激素的产生，胆固醇均参与其中。但当我们发现它在章鱼的生命周期过程中也发挥重要作用，真是令人惊讶。” 多种改变带来致命一击 研究人员分别检测了已交配与未交配的雌性加州双斑章鱼的视腺，发现了在生殖后，加州蓝斑蛸体内有3条生化途径会导致它们体内的类固醇激素水平提高。第一条途径是孕激素的产生，它在动物生殖后的哺育阶段起关键作用。另外两条途径分别会产生7-DHC和胆汁酸中间体，而在过去，研究人员并未发现这两种物质也与动物的单次繁殖行为相关。
“令人震惊的是，雌性章鱼在死亡前，它经历的这一系列变化可能已经导致它疯狂了。”芝加哥大学（University of Chicago）的神经生物学教授、文章的合著者Clifton Ragsdale表示，“也许是经过两个，或是三四个变化的共同影响后，章鱼才出现了精神失控。目前，我们至少发现存在3个明显相互独立的类固醇激素生化途径，可以解释这些动物表现出的多种行为。” 其中一些生成胆固醇的生化途径，也存在于哺乳动物和啮齿动物体内。实际上，而在人类体内，高于正常水平的7-DHC也是有毒的，这是一种遗传性疾病——史-莱-奥综合征（Smith-Lemli-Opitz syndrome，SLOS）的病理标志物。这种病的常见表现为生长发育迟缓、智力障碍、小头、并指等。如果儿童体内7-DHC转化为胆固醇的酶发生突变，导致7-DHC的水平紊乱，这很可能导致他们出现自残行为。 美国伍兹霍尔海洋生物实验室（Marine Biological Laboratory, Woods Hole, Massachusetts）的资深科学家罗杰 T. 汉隆（Roger T. Hanlon）认为，“这是一项兼具优雅与原创性的工作，解决了存在已久的、在多种章鱼中都存在的繁殖与程序化死亡的谜题。” “这项研究的重要之处在于，让我们认识到，人类和章鱼体内高水平的7-DHC都与致死性和中毒相关，”Z.Yan Wang说，“于我而言，这真的很有趣，因为这两种动物在进化上是那么不同。”Z.Yan Wang还表示：“这些发现表明，胆固醇代谢和神经退行性疾病、寿命之间存在关联，”这使人们能深入理解无脊椎动物体内胆固醇的生化途径。”在未来，她和同事可能会进一步研究还有哪些分子会导致章鱼的程序化死亡。 |
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