日本北海道大学研究生院理学院的伊庭靖弘副教授、池上森学术研究员、杉浦宽大硕士研究生等人的研究团队，与德国鲁尔大学、高亮度光科学研究中心、Morgenrot株式会社、大阪公立大学、新潟大学、中央大学联合研究表明，生活在距今约1亿～7200万年前白垩纪晚期的远古章鱼，最大体长或达19米，极有可能是拥有高等智慧的顶级掠食者。研究团队通过数字化采掘化石并借助AI完成高精度重构，实现了详细的观测与分析。章鱼躯体柔软，体表没有脊椎动物常见的外壳与骨骼，这一特征或促使其逐步演化成为海洋顶级掠食者。相关研究成果已发表在《Science》的4月23日刊上。
图1 白垩纪巨型章鱼复原图（供图：北海道大学）
图2 脊椎动物与章鱼进化的共通性。颚的进化以及体表硬组织的退化，是进化成为海洋顶级掠食者的关键。灰色线条代表脊椎动物顶级掠食者与代表性头足类生物的演化过程。在头足类中，如蓝色背景所示，外壳呈阶段性缩小。（供图：北海道大学）
过去约4亿年间，学界普遍认为海洋顶级掠食者是体型庞大、行动敏捷的脊椎动物，而无脊椎动物大多依靠外壳构筑防御体系，最终掠食者的猎物。
然而，在无脊椎动物中，包括章鱼和乌贼在内的头足类，通过大幅削减贝壳，例外地提高了运动能力，同时进化出了手、眼，最终孕育出高等智慧。
基于化石的进化研究表明，在恐龙所在的中生代（约2.51亿～6600万年前），存在体长超过2米的头足类。但由于化石无法揭示食性等生态信息，其真实生存面貌此前一直不明确。
研究团队将此前开发的数字化石挖掘方法与Morgenrot公司等开发的可处理大规模数据集的AI相结合，将化石作为高精细的数字数据从岩石中“发掘”出来。
数字化石挖掘方法以微米间隔对岩石进行研磨，并通过自动重复拍摄表面，将包含化石的岩石整体转换为太字节（TB）规模的大数据。
运用该技术，研究团队新发现了包括幼体在内的12件章鱼颚部化石。加上此前在北海道及加拿大温哥华发现并报告的15件章鱼颚部化石，研究团队对白垩纪晚期（约1亿～7200万年前）的章鱼类进行了分类，推算了其体型，并比较了不同种类的生长速度。此外，还根据颚骨的磨损痕迹推算了捕食方式。
研究结果证实，包含以往被判定为非章鱼物种在内的5类古生物，均可被划归为有须亚目下的2个物种范畴。新标本中包含了比以往记录早约500万年的章鱼类最古老的化石记录。新发现的章鱼中存在较古老的种和较新的种，根据现存物种数据推算其最大全长，较古老的种约为3～8米，较新的种约为7～19米。其体型可能超过了同时代海洋顶级掠食者沧龙（最大17米）等。
通过颚部的染色进展模式推算每种章鱼的生长速度发现，较新的种生长更快、最大体型也更大，表明头足类曾迅速走向巨型化。
颚骨的磨损痕迹在两个种中都显著大于现生章鱼，达到颚部整体的近10%，表明它们拥有极强的咬合力。加之其左右颚部存在磨损程度差异，这一特征印证其具备代表发达脑部与高等智慧的“惯用侧”的行为特征。
常规发掘在剥离提取化石的过程中极易遗失细微痕迹，此次研究团队所用方法则可获取更为详细的信息。
伊庭副教授表示：“数字化石挖掘有望将古生物学整套研究流程转入数字化虚拟空间，助力人类窥见漫长岁月中未知的生物进化历程与远古生物的生态原貌”。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Science
论文：Earliest octopuses were giant top predators in Cretaceous oceans
DOI：10.1126/science.aea6285
