最古老的章魚是巨大的頂級掠食者

※本新聞稿由北海道大學、大阪公立大學、新潟大學、中央大學及Morgenrot Inc.共同發布。

要點

- 透過AI方法高解析度地視覺化章魚顎化石，成功從表面痕跡詳細還原其生態。

- 揭示了1億年前的章魚最大可達19公尺，是具有高度智力的兇猛肉食動物。

- 發現強壯的顎和柔軟的身體是其在海洋中進化為頂級掠食者的關鍵。

概要

由北海道大學大學院理學研究院的伊庭靖弘副教授、同研究院的池上森學術研究員、理學院碩士班的杉浦寬大先生、波鴻魯爾大學的Jörg Mutterlose教授、高輝度光科學研究中心的竹田裕介研究員、Morgenrot Inc.的Mehmet Oguz Derin先生及原田隆宏博士、大阪公立大學大學院理學研究科的久保田彩講師、新潟大學腦研究所的田井中一貴教授，以及中央大學的西田治文名譽教授組成的研究團隊，開發了一種能將大規模3D數據視覺化的AI模型。透過分析約1億至7,200萬年前（白堊紀後期）的章魚顎化石，詳細還原了牠們的體型大小與生態。

在過去的研究中，人們認為在過去約4億年的海洋中，脊椎動物作為頂級掠食者控制著生態系統的變化，而無脊椎動物則作為小型獵物而進化。相對於此，本研究揭示了生活在白堊紀後期的最早期章魚，進化成了白堊紀海洋中最大型的肉食動物，儘管是無脊椎動物，卻成為了頂級掠食者。根據化石推測其全長達到7至19公尺，這表明牠們可能是地球歷史上最大的無脊椎動物。此外，透過本研究開發的AI模型，高解析度地視覺化了在咬碎獵物時於顎部表面形成的磨損痕跡。這揭示了牠們是會咬碎堅硬外殼和骨頭來捕食獵物的兇猛掠食者。進一步發現這種磨損的程度在左右兩側有很大差異，揭示了牠們具有暗示高度智力的「慣用手」。上述發現表明，脊椎動物和章魚共通的進化特徵——強壯的顎以及沒有覆蓋體表的殼或骨頭的柔軟身體——是在海洋中進化為頂級掠食者的必要條件。

本研究成果預定於日本時間2026年4月24日（星期五）在《Science》雜誌的線上版發表。

【背景】

位於食物鏈最頂端的頂級掠食者，透過其捕食的周圍生物對整個生態系統產生影響。過去約4億年的海洋中的頂級掠食者，一直被認為是由如鯊魚、魚龍、鯨魚等具有巨大身軀和高身體能力的脊椎動物所壟斷。另一方面，無脊椎動物被認為是為了防禦而進化出外殼的小型被捕食者。相對於此，包含章魚在內的頭足綱這個群體，透過失去外殼這種在無脊椎動物中屬於例外的進化提升了運動功能，目前作為具有高度智力的中層掠食者而繁榮。在中生代（約2億5,100萬至6,600萬年前）多樣化的章魚及其祖先群體中，也已知有全長超過2公尺的大型物種，牠們可能是強大的掠食者。然而，在這些物種中，尚未發現如胃內容物等顯示其食性（*1）的證據，其在過去生態系統中的角色仍然是個謎。而本研究則將重點放在章魚咬碎堅硬外殼和骨頭時在顎表面形成的磨損痕跡上，以此作為牠們是掠食者的證據。

【研究方法】

本研究透過導入由Morgenrot公司主導開發的、能處理大規模數據集的AI，更新了北海道大學大學院理學研究院伊庭研究室開發的數位化石採礦技術（*2），使得透過高解析度數位3D模型詳細觀察磨損痕跡成為可能（參見【相關新聞稿】）。

使用此方法，新發現了包含過去未知的幼體在內的12件章魚顎化石。加上先行研究中從北海道及加拿大溫哥華報告的15件顎化石，探討了白堊紀後期（約1億至7,200萬年前）大型章魚類的分類、體型及生態。在體型還原方面，基於12種近緣現生種的測量結果，建立了從顎的大小高精度反推身體大小的公式。

【研究成果】

分類的結果，將包含過去被認為非章魚的物種在內的5種，整合為有鬚亞目（*3）的2種。此外，新的標本中包含了比以往記錄早約500萬年的最古老章魚紀錄。從體型推測顯示，較古老的物種最大全長約達3至8公尺，而較新的物種則達約7至19公尺（圖1）。