上海海洋大学陈新军团队在《Communications Biology》发文解析古气候与生态扩张驱动头足类5亿年的身体形态演化

近日，上海海洋大学陈新军教授团队在揭示头足类身体形态演化规律方面取得重要发现。相关成果以《Dynamic climate and ecological expansion drive body morphology evolution in fossil and extant neocoleoid cephalopods》为题，发表于Nature旗下国际权威期刊《Communications Biology》（中科院1区Top，IF=6.3）。目前正在美国纽约州立大学石溪分校开展联合培养交流的上海海洋大学2023级博士研究生王超为论文第一作者，方舟副教授为共同一作，并和陈新军教授为论文共同通讯作者。该研究首次系统整合化石和现生新蛸类头足类的形态、系统发育和古气候数据，构建贝叶斯全证据定年系统发育框架，揭示头足类身体形态演化的阶段性特征及其与古气候变化、重大环境事件和生态扩张之间的联系。

研究选取207个化石和现生头足类分类单元，对近5亿年以来的身体形态演化速率和形态差异进行比较，共发现5个形态演化峰值。二叠纪末和三叠纪末大灭绝，以及早三叠世和托阿尔期增温事件等重大古气候和环境变化时期，头足类形态演化速率降低；白垩纪以后，随着生态环境变化和新的生态空间出现，形态演化速率有所提高。形态演化速率与形态差异之间还表现出一定的时间滞后。海表面温度是影响头足类形态演化的重要因素，中等温度条件下形态演化响应较高，栖息地范围、温度偏好和地理分布等生态特征也与形态演化相关。该研究从深时尺度揭示了古气候变化与生态扩张对头足类形态演化的影响，为认识海洋生物多样性的长期演化规律及其对环境变化和生态响应提供了新的研究视角。

图1 全球头足类身体形态宏演化趋势

该研究是团队围绕“头足类形态、生态适应与演化”开展系列研究的重要延续。此前，2024年团队在《Journal of Morphology》（中科院2区，IF=1.5）证实角质颚形状具较高程度的系统发育信号，2025年在《Organisms Diversity & Evolution》（中科院1区，IF=1.8）揭示角质颚形态的生态与功能适应，2026年在《Zoological Journal of the Linnean Society》（中科院1区Top，IF=3.0）阐明分布、温度与营养级驱动现生头足类身体形态分化。上述研究的第一作者为博士研究生王超，通讯作者为方舟副教授，为本研究奠定了方法学与理论基础（图2）。

图2 头足类形态、功能与生态环境之间的关系

以上研究工作获得了国家自然科学基金、农业农村部大洋渔业资源综合科学调查项目、大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室开放基金、国家留学基金委和上海海洋大学骆肇荛大学生科技创新基金等项目支持，同时得到瑞士苏黎世大学古生物学家Christian Klug教授、美国纽约州立大学石溪分校渔业生态学家Yong Chen教授、中国地质大学（武汉）古生物学家宋海军教授和中国科学院动物研究所形态与进化学家白明研究员的指导。未来，团队将进一步围绕头足类形态、生态适应与演化开展研究，结合古今气候变化与生态环境数据，深入探索气候变化背景下未来头足类形态响应趋势，为海洋生物资源保护与管理提供科学支撑。相关文章链接如下：

Communications Biology：https://doi.org/10.1038/s42003-026-11173-0

Journal of Morphology：https://doi.org/10.1002/jmor.21691

Organisms Diversity & Evolution：https://doi.org/10.1007/s13127-025-00690-1

Zoological Journal of the Linnean Society：https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlag027

（撰稿：方舟）