引言：《海綿寶寶》里的經典形象“章魚哥”是無數人的童年回憶。章魚哥表面上看上去憤世嫉俗，對生活充滿了抱怨和不滿。實際上是個嘴硬心軟的浪漫主義者，在看清生活的本質后，章魚哥依然選擇堅定地熱愛生活、有著自己的愛好、在海綿寶寶遇到危險時也總會挺身而出。不少網友自嘲“小時候不喜歡章魚哥，長大后成為了章魚哥”。那么自然界中的章魚究竟是什么樣的呢?接下來我們將從章魚的基因鑰和基因鎖兩個方面向大家介紹真實的章魚。
一、章魚的基因鑰：偽裝、高智與永生潛力的奧秘
章魚極擅偽裝，智力超群，而且具有很強的肢體再生能力。就好像章魚的基因里有特殊的“鑰匙”，打開了通往超強適應性、智能和身體可塑性的大門。
1.皮膚自帶“眼睛”：0.2秒變身的偽裝大師，靠著組基因開掛
章魚的偽裝能力堪稱“降維打擊”——不僅變色很快，還能模仿礁石的顆粒感、海藻的絲狀紋理，甚至實現透明化擬態。其核心依賴于三組基因構建的“感光+調控”系統。
首先是視蛋白基因(r-opsin)，它讓皮膚自帶“眼睛”，對海底藍光敏感度極高，可直接感知環境色彩與明暗并第一時間向色素細胞發送指令;接到指令后，乙酰膽堿受體基因(AchR)會控制500萬個色素細胞，在0.1秒內完成黑、棕、黃、紅四色切換，一小時最多變換170多種形態，最后完成“塑性”。肌動蛋白/肌球蛋白基因(Actin/Myosin)則調控皮膚肌肉纖維收縮，塑造礁石、海藻般的紋理，搭配虹彩蛋白基因還能實現金屬光澤或透明擬態。
2.九個大腦的學習天才：無脊椎動物智商天花板，基因是“幕后推手”
作為無脊椎動物智商天花板，章魚能通過觀察同類學會擰瓶蓋、開罐頭;能記住捕食陷阱的位置，避開有毒獵物。甚至會“記仇”，對傷害過它的人類表現出明顯的排斥。章魚的智慧源于3.3萬個基因(比人類多1.1萬)和擴張的微小RNA基因庫。
最關鍵的是微管蛋白基因(Ov-stathmin/STM)，微管蛋白基因調控神經元突觸生長，讓章魚學習效率比普通海洋生物高38%以上，能形成長期記憶;其次是酪氨酸羥化酶基因(Ov-TH)和多巴胺轉運體基因(Ov-DAT)，它們構建“試錯學習系統”，支撐多任務處理與腕足協同，實現“一邊捕獵一邊偽裝”的多任務處理。卵鞘蛋白基因(Eggshell protein)則可以實現生存技能的先天傳承，母章魚會通過這個基因，把生存技能編碼進卵鞘蛋白里，使得幼章魚孵化即會捕食、偽裝，速度是無基因傳承個體的3倍。
3.斷臂重生：神奇的基因讓武俠世界照進現實
在武俠世界中，用奇特的方法可以使人斷臂重生，而在章魚體內的TERT基因活性極強，能持續合成端粒酶，讓端粒長度保持不變，使細胞具有強大的分裂能力。另外，IGF-1受體突變基因能抑制衰老信號通路，減少細胞氧化損傷，讓章魚的細胞修復能力是普通海洋生物的10倍。POU/Sox家族基因與轉化生長因子基因構成再生網絡，斷腕后4-8周即可完整再生。確保再生的腕足和原肢體形態、功能完全一致，還能協調全身營養優先供給再生部位。
二，章魚的基因鎖：誰按下了死亡開關?
章魚上述這些十分奇異的功能，使它們經常被稱為“外星生物”。然而，這種充滿智慧的生物，卻背負著一個殘酷的宿命：一旦繁衍后代，它們的生命就會立刻進入倒計時，直至死亡。
在生物學愛好者的圈子里，這被稱為章魚的“基因鎖”。仿佛有一把無形的鎖，鎖住了它們繼續生存的可能性，只為了給下一代騰出空間。那么，這把“鎖”究竟是什么?又是如何運作的呢?
1.致命的“總指揮部”：視腺
如果要尋找這把“基因鎖”的物理實體，我們需要把目光投向章魚的頭部。在章魚的眼睛后方，藏著一個不起眼的小腺體，叫做視腺(Optic gland)。
雖然名字里帶個“視”字，但它和視力幾乎沒關系。它的功能更像是章魚身體的“總指揮部”，類似于人類的垂體。在章魚漫長的成長歲月里，視腺一直處于“休眠”狀態，讓章魚無憂無慮地進食、長大、學習生存技能。
然而，一旦章魚完成了交配，這顆平靜的“總指揮部”就會突然叛變，瞬間化身為生命的“終結者”。
2.啟動“自毀程序”：激素風暴
科學家通過實驗發現，如果在章魚交配后切除它的視腺，神奇的事情發生了：章魚會恢復食欲，甚至還能長出新的皮膚，壽命也會延長數月，甚至能再次交配。這證明了視腺就是控制生死的關鍵。
那么，視腺到底釋放了什么東西，能讓一個鮮活的生命迅速凋零?
最新的科學研究揭開了這個謎底。當視腺啟動“基因鎖”時，它會釋放出一場劇烈的“激素風暴”。這場風暴主要包含三類關鍵物質，它們分工明確，從不同維度摧毀章魚的身體：
首先是剝奪食欲的“厭食劑”：視腺會分泌特定的神經肽，直接切斷章魚的進食欲望。這就好比大腦里的“饑餓感”被強行關閉了。對于雌性章魚來說，這意味著在長達數月的護卵期內，她必須忍受極度的饑餓，直至餓死。
其次是破壞神經的“毒素”：視腺會大量合成一種叫做7-脫氫膽固醇(7-DHC)的物質。在人類體內，如果這種物質堆積，會導致嚴重的遺傳病(如史密斯-萊姆利-奧皮茨綜合征)，引發嚴重的神經和器官損傷。在章魚體內，高濃度的7-DHC就像一種慢性毒藥，開始侵蝕它們的神經系統，導致它們動作遲緩、皮膚潰爛。
最后是引發自殘的“膽汁酸”：視腺還會釋放大量的膽汁酸。這種物質通常與消化有關，但在神經系統中過量存在時，會引起嚴重的炎癥和神經錯亂。這解釋了為什么臨死前的章魚會出現奇怪的“自殘”行為——比如咬破自己的皮膚，甚至吃掉自己的觸手尖端。
3.殘酷的進化智慧
這種機制聽起來極其殘忍，甚至違背生命本能。為什么大自然要給章魚設置這樣一把冷酷的“基因鎖”?
答案藏在生存競爭中。章魚是兇猛的捕食者，如果親代不死，它們很可能會因為饑餓或領地意識，吃掉自己的后代。此外，海洋資源有限，親代的死亡，意味著將生存空間和食物資源完整地留給了脆弱的下一代。
這把“基因鎖”，雖然鎖住了章魚個體的永生，卻通過犧牲親代，解鎖了整個種群延續的未來。這就是章魚這種高智商生物，為了繁衍而寫下的最悲壯的生命代碼。
無論是章魚的基因鑰還是基因鎖，都是通過不斷地完善自己來更好地適應環境，我們人類則是通過不斷地改造環境來更好地服務自己。但是，資源是有限的，不加約束地揮霍資源就好比自掘墳墓。習總書記強調“綠水青山就是金山銀山”，讓我們學習章魚的生存之道，走可持續發展道路，共建人類的美好明天。
參考文獻：
[1].Wodinsky,J.(1977).Hormonal inhibition of feeding and death in octopus:Control by optic gland secretion.Science,198(4320),948–951.https://doi.org/10.1126/science.198.4320.948
[2].Wang,Z.Y.,&Ragsdale,C.W.(2018).Multiple optic gland signaling pathways implicated in octopus maternal behaviors and death.Journal of Experimental Biology,221(Pt 19),jeb185751.https://doi.org/10.1242/jeb.185751
[3].澎湃新聞.壽命長短到底取決于什么?不要再聽隔壁算命先生瞎說了[EB/OL].2019-08-09.https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_4121238.
[4].手機網易網.章魚產卵后殘忍自盡，撕扯皮膚咬斷觸手，科學家:它們已經瘋了[EB/OL].2025-03-02.https://www.163.com/dy/article/JPL39D4Q0532VAZR.html.
[5].澎湃新聞.章魚也是天然轉基因?北大研究人員:其變色基因或源自細菌[EB/OL].2025-06-04.https://m.thepaper.cn/wifiKey_detail.jsp?contid=1818271&from=wifiKey.
[6].手機網易網.章魚為什么如此聰明?原來和人類在5.18億年前擁有共同祖先[EB/OL].2025-04-30.https://www.163.com/dy/article/JUEASTBN05299DNE.html.
[7].手機網易網.【物種】壯士斷腕?死而復生?-擁有再生能力的水下生物(上)[EB/OL].2020-02-24.https://www.163.com/dy/article/F664VKUE05387D35.html.
本文作者：廈門大學海洋與地球學院蘭銘昊、李炳輝、李福鑫。
本文由海洋負排放(ONCE)國際大科學計劃、廈門大學碳中和創新研究中心支持。
責編：微科普