章魚看起來相當怪異：它們擁有柔軟的身體、8隻可再生的觸手、3顆心臟。與其他無脊椎動物相比，巨大的大腦賦予了它們更高的智力。但章魚最令人敬佩的還是它們的變色能力，它們可以根據周圍環境迅速改變顏色，隨意偽裝自己。
撰稿 | Harry Baker
編譯 | 雲杉
編輯 | 白楊/木棉
圖源 | pexels/pixabay
偽裝是幾乎所有頭足類動物（包括魷魚和墨魚在內的一種海洋無脊椎動物）的一項共有技能，但章魚將這種技能提升到了一個全新水平。目前，科學家發現了大約300種章魚，但並非每種章魚都能變色，它們使用的偽裝機制也可能不同。
一直以來，科學家都對章魚的偽裝機制感到困惑。大約2400年前，古希臘哲學家亞里士多德就詳細觀察了章魚的偽裝。美國馬薩諸塞州東北大學的生物學家萊拉·德拉萬（Leila Deravi）說：「儘管章魚的偽裝機制已經被研究了幾個世紀，但直到最近才取得進展。」
頭足類動物的顏色變化是一個複雜過程，涉及許多不同的機制。這使得章魚的偽裝機制「幾乎不可能」被研究透徹，德拉萬說：「在過去的幾十年里，技術發展使得科學家能夠逐漸『梳理』頭足類偽裝的各種機制，了解它們是如何起效的。」
皮膚含有色素細胞
章魚可以改變顏色，是因為它們的皮膚上擁有微小的、含有色素細胞的變色器官。
德拉萬說：「每個色素細胞的核心是微小的囊，裏面裝滿了色素，色素囊被彈性基質包圍，而彈性基質又與圍繞囊的肌肉細胞相連。當這些肌肉細胞收縮時，色素囊就會伸展，使更多的光進入細胞，並反射出顏色。因為色素會吸收某些顏色的可見光，所以從色素細胞中反射出來的光與最初進入細胞的光顏色不同。」
章魚的皮膚有3層色素細胞，每一層都含有黃色素，可以反射出不同的顏色，頂層細胞反射黃色，中間層反射紅色，底層反射棕色。章魚可以通過收縮肌肉，改變色素細胞的形狀來組合這些顏色，從而創造出各種各樣的色調。
可以改變皮膚質地
但色素細胞並不是唯一參與變色的結構。一些章魚的皮膚中還含有虹膜細胞和白色細胞，可以幫助增強顏色。
虹膜細胞比色素細胞稍大，有助於創造更亮和偏金屬的顏色。根據2018年的一項研究，虹膜細胞含有一種稱為反射蛋白的蛋白質，效果與鏡子類似。德拉萬說：「白色細胞的大小與色素細胞相似，可以散射或折射光線，並控制顏色的對比度和亮度。」這兩種細胞也像色素細胞一樣由章魚的大腦控制。
此外，章魚可以改變皮膚的質地，這也是它們的偽裝能力超強的原因之一。章魚的皮膚上有被稱為乳突的微小凸起，鬆弛時可以使皮膚像海藻一樣光滑，收縮時皮膚就像岩石一樣粗糙。德拉萬說，乳突也由大腦控制，但這種紋理變化比顏色變化更難理解。
為什麼總能融入環境？
許多動物依賴偽裝生存，但章魚卻很特別，主要是因為它們可以在截然不同的顏色之間快速轉換。「只需要1秒鐘，」德拉萬說，「我認為最快的轉換可能不到0.1秒，比眨眼還快。」相比之下，變色龍可能需要幾秒鐘到1分鐘才能完全改變顏色。
「章魚之所以能夠快速轉變顏色，是因為它們的大腦與皮膚表面存在緊密的連接。」德拉萬說。與大多數動物不同，章魚擁有9個大腦，除了它們頭部的大腦外，它們的每一隻觸手上都有一個副腦。科學家認為，每條觸手都擁有自己的思想，這可能會在顏色變化中發揮作用。
德拉萬說，章魚皮膚的色素細胞比魷魚和墨魚多，與其他頭足類動物相比，章魚能夠創造出更高分辨率的圖案。
然而，關於頭足類動物的偽裝還有一個未解之謎：它們是如何改變膚色與周圍環境相匹配的？儘管它們能夠產生多種顏色，但大多數章魚和其他頭足類動物實際上是色盲：章魚的眼睛只有一種感光器，這意味着它們只能檢測光的差異，不能識別出顏色。
一種可能的解釋是，章魚的眼睛能夠在沒有光感受器的情況下看到顏色。2016年的一項研究假設，章魚眼睛中存在我們未知的結構，可以使頭足類動物以與人類和其他動物不同的方式看到顏色。
還有一些理論認為，皮膚中的光感受器可以幫助章魚匹配周圍的顏色。先前的研究表明，當章魚看不見時，章魚的觸手會對光的強度變化作出反應。然而，目前還沒有證據表明這有助於它們看到顏色。
【《奇點科學》是歐洲經典科普雜誌Science Illustrated（科學畫報）版權合作方，專註報道令人興奮的前沿科技進展，讓讀者提前看見未來。】
參考資料
[1]https://www.livescience.com/how-do-octopuses-change-color
[2]https://baike.baidu.com/item/%E7%AB%A0%E9%B1%BC/77798?fr=aladdin#1
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