喜歡吹豎笛、繪畫和跳舞,有藝術天分,夢想著成為藝術家;有六隻觸手,兩隻作手用,另外四隻經常會兩隻兩隻同步用來作雙腳走動……章魚哥作為《海綿寶寶》中的重要角色,因外表冷酷、內心善良的複雜個性而具有獨特的魅力,給人印象深刻。
《海綿寶寶》劇照
實際上,章魚作為一種常見的海洋生物的確有些像章魚哥的角色設定,這位被譽為智商最高的無脊椎動物具有獨特的「內在美」。
撰文 / 邊力 陳四清(中國水產科學研究院黃海水產研究所)李新正(中國科學院海洋研究所)
當人們剛發現章魚時,並沒有察覺到它有多麼聰明,相反,甚至還覺得它有些笨。2000多年前,古希臘哲學家、思想家亞里士多德就評價章魚道:「它們看起來傻傻的,完全不會躲避人手的反覆撥弄,很容易被人抓到。」
其實這是因為章魚生性好奇,喜歡探索周圍環境,出現在面前的手掌正好滿足了它的好奇心,並不是它缺少智力。隨著人們對章魚認識的不斷加深,觀察到它強大的變色能力、學習能力和非同一般的神經系統,才恍然大悟地發現章魚竟如此聰明,部分科學家認為章魚的智商和人類2歲的兒童接近,這在無脊椎動物中是絕無僅有的。
海中隱形者
章魚是伏擊獵物的高手,經常躲在石頭後或空貝殼中等待獵物靠近,這時章魚會改變自身的體色,將自己完全融入環境中,獵物在沒有察覺到任何異樣的情況下就被抓到了。更令人驚奇的是,這種變色是瞬間完成的,一個眨眼間它就消失在環境中了。這樣的應變能力與章魚的神經系統脫不了關係。
典型的神經反射弧通常包括感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器。感受器負責接收外界刺激,傳入神經將刺激信號傳遞給神經中樞,神經中樞對傳入信號進行分析並發出指令,傳出神經再將指令信息傳遞到效應器,效應器根據指令進行相應的反應。
藏在一片海草中的章魚
章魚的變色過程需要首先觀察周圍環境,將環境信息傳遞給大腦,大腦對這些信息進行分析解讀,隨後將變色的具體操作指令發送到皮膚,皮膚上成千上萬個色素細胞再按照指令進行變化,完整地走完反射弧,最終實現變色。整個過程在短短几秒的時間內完成,讓人不得不感嘆章魚神經系統的高效。
看我72變
擬態是指一種生物在形態、行為等特徵上模擬另一種生物,從而受益的生態現象。章魚中有一個種類叫作擬態章魚,能夠根據環境變化,通過體色、體態和行為的改變模仿獅子魚、比目魚、海蛇等至少十餘種生物,完美地演繹了海洋里的「看我72變」。獅子魚渾身長滿了長長的鋒利鰭條,為了模仿它,擬態章魚會把腕足向各個方向撐開,並模仿它在海水中緩慢遊動的樣子;在模仿比目魚時,擬態章魚會把腕足擺到身後,脖子縮起來,把身子壓的扁扁的;當擬態章魚需要變身成海蛇的時候,會把六條腕足藏進泥沙里,只留下兩條腕在外面,再變出海蛇特有的黑白相間條紋。
擬態章魚
為了實現擬態,擬態章魚在準備階段首先需要學習其他動物的特徵,將這些信息記憶下來,並確認自己能夠進行模仿;當真正出現情況時,擬態章魚還需要根據不同的對手,明確模仿方案,準確迅速地進行模仿,才能夠化險為夷。如果沒有強大的大腦,擬態過程中涉及的長期記憶、判斷決策和快速反應是很難實現的。
機靈鬼的快樂生活
逃脫大師
章魚藉助聰慧的大腦,經常做出「金蟬脫殼」的壯舉。研究人員很早就發現將章魚放進特製的迷宮後,它總是可以自己尋找到正確的逃脫路徑,逃離迷宮的束縛。
2016年,一隻名為INKY的章魚在紐西蘭的水族館成功「越獄」。當天晚上工作人員忘記了把水缸頂蓋蓋好,這讓INKY有機可乘,它從水缸蓋的縫隙中逃出,在地面上摸索前行,鑽進排水管口,沿著排水管道一路爬行,最終回到大海,重獲自由。第二天工作人員還是通過地上殘留的水漬,才破了這個案子。有人還發現,章魚可以從擰緊蓋子的密封罐子中逃脫,關在罐子中的章魚竟然自己研究出了擰開蓋子的方法,讓人嘆為觀止。
因地制宜
章魚能夠根據具體環境,努力創造適合自身生存的條件。章魚通常都有自己的巢穴,為了防止巢穴被其他生物搶走,部分章魚在離開巢穴後會主動地拾取砂石把洞口遮蓋住,讓潛在的競爭者難以發現自己的巢穴。一種生活於熱帶的章魚十分喜歡利用椰子殼躲避敵人的攻擊,它們鑽進椰子殼,並「背著」椰子殼在海底移動。移動時,章魚僅僅伸出2條腕足,靠腕足的前後擺動帶動整個身體前進,如同踩高蹺一般,看起來十分滑稽。
一隻章魚蜷縮在椰子殼中
玩心未泯
在應對生存挑戰之外,章魚還是個玩心未泯的傢伙,而玩耍是高智能生物才有的特徵。研究人員在水缸中投入一個空的塑料瓶,想看看生活於其中的章魚有什麼反應。在好奇心的驅使下,章魚先用腕部去碰了碰塑料瓶,看看這個不速之客要幹什麼。觸碰了一段時間後,章魚開始向塑料瓶噴水,瓶子在水流的作用下撞向了水缸側壁,隨即又被反彈到章魚面前。這激起了章魚極大的興趣,它再次興緻盎然地向塑料瓶噴水,前前後後重複了20多次之後才心滿意足地離開。
2019年,研究人員甚至發現章魚有可能會做夢!他們拍攝到一隻睡夢中的章魚不斷變化體色,而體色改變的方式和它平時捕食獵物時十分相近,因而這隻章魚此時可能正夢見自己在捉螃蟹吃。
高智商的原因
為什麼章魚會演化出這麼多複雜行為?擁有這麼高的智力呢?目前還沒有一個準確的答案。一般認為這與章魚所處的生存狀態相關:作為一個全身柔軟、肉質鮮美的軟體動物,很多捕食者都對章魚虎視眈眈;章魚缺乏強有力的進攻武器,行動也不算敏捷,使得它在面對獵物時難以佔據絕對優勢。沒有銳利的矛,缺少堅硬的盾,章魚的先天條件並不好,如果想要生存下去,只能想想其他辦法了,而這個辦法就是使自己變得更聰明。
章魚在使自己變聰明這條路上走得很遠、很極致,將它的軟體動物同胞們,甚至全體無脊椎動物同類們都拉下了很遠的距離。軟體動物的神經系統主要由神經節組成,神經節是指由神經細胞集合而成的結節狀構造,像蝸牛、牡蠣這些軟體動物的神經節都比較小,聚集程度低,難以滿足複雜行為的需要。而章魚的神經節高度聚集,形成了一個類似脊椎動物腦部的組織,並且腦部分化出不同的區域行使不同功能,章魚的記憶和學習能力便由此而來,幫助它們在殘酷的生存競爭中贏得勝利。
章魚用八條腕抬高身體觀察周圍環境
章魚神經系統中神經細胞的分布也獨具特色,神經細胞的1/3集中於頭部,2/3集中於8條腕中,有相當一部分感官信息可以不經過大腦,而是直接在腕部的神經細胞中進行處理,這使得章魚的腕部有一定自主性。所以我們會看到章魚的腕部被切除後,即便經過很長時間仍具有活動能力,內側的吸盤也保持著吸力。脊椎動物絕大部分神經細胞都集中於頭部,可以說和章魚擁有的是兩套完全不同的神經系統,但兩套系統都很高效,都體現了不凡的智力水平。