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章鱼交接腕的化学触觉感知机制:如何精准完成受精

章鱼的生殖行为长期以来被视为一种复杂的解剖学现象。由于缺乏传统的交配器官,雄性章鱼进化出了一种特化的手臂,称为交接腕(hectocotylus)。在交配过程中,雄性将交接腕伸入雌性的外套腔——一个位于眼后、容纳生殖器官的球状结构——在黑暗中通过触觉寻找雌性的输卵管,最终将精荚准确送入目标位置。科学界长期不解的是,雄性如何在视觉缺失的条件下实现如此精准的定位。

近期发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究揭示了这一谜题的答案:交接腕本身具备高度灵敏的化学传感能力。哈佛大学博士后研究员Pablo Villar及其团队通过对加州双斑章鱼(California two-spot octopus)的观察发现,章鱼吸盘上分布着大量化学触觉受体,使其能够通过触碰“品尝”周围环境。尽管交接腕通常不参与捕食或环境探索,但它同样携带丰富的化学感受器。

为了验证交接腕的感知功能,研究团队在实验室设计了带有小孔的隔板,模拟自然交配环境。结果显示,即使在完全黑暗的环境中,雄性章鱼依然能够迅速将交接腕穿过隔板,精准找到雌性并完成受精,表现出高度自然的行为模式。

分子生物学分析进一步显示,雌性章鱼的输卵管分泌合成黄体酮(progesterone)的相关酶。实验验证了雄性交接腕对黄体酮具有显著的趋向性。当研究人员在隔板小孔处涂抹不同化学物质时,雄性章鱼明显偏向含有黄体酮的区域。更为惊人的是,离体的交接腕在接触黄体酮时也表现出明显反应,而对其他分子无反应,表明交接腕具备独立的化学感知功能。

哈佛大学分子生物学家、该研究共同作者Nicholas Bellono指出,这种机制将“感知”与“执行”功能整合于同一器官,确保精子释放时能够精准命中目标。那不勒斯大学动物学家Anna Di Cosmo评论称,这种感知系统的物种差异可能导致生殖隔离,推动物种演化。耶鲁大学神经生理学家Elena Gracheva评价,这项研究从宏观行为到单分子层面的深入分析,为理解章鱼复杂的生殖进化机制开启了新视角。


文献参考:Villar, P., 等. (2026). Chemo-tactile sensing of progesterone by the octopus hectocotylus. Science. DOI: 10.1126/science.aec9652
(责任编辑:泉水)