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章鱼长得像异形?竟是它们太聪明

2020-3-9 环球解密

42个脑洞大开的趣味科学故事,解答了众说纷纭的“科学谜团”、揭露了既危险又离奇的“惊人实验”、细数了改变文明的“里程时刻”,还介绍了科学史上启迪人心的“关键人物”。不仅串起了科学发展的主要脉络,跨领域的丰富知识,蕴藏了教室之外的幽默风趣,同时满足学习科学的好奇心。中国知名科普自媒体(SME科技故事)知乎大V(SME情报员)透过小故事挖掘科学史。

【精彩书摘】

藐视人类“中心法则”的章鱼

不知道大家有没有发现,影视作品中,外星人大多被设定成章鱼的样子?比如我们非常熟悉的被称作《异形》前传的电影《普罗米修斯》中,异形的原生体就像极了章鱼,有八根腕足,中间还伸出一根骇人的口器。还有《异星智慧》中“完胜”飞行员的喀尔文,《异星入境》中靠喷墨交流和能预知未来的七肢体外星人。

那么外星人为什么要被设计成“章鱼”的形象呢?

有人提出章鱼在水中活动有种太空的失重悬浮感,而且它们超大的脑袋和发达的四肢也更符合“达尔文外星人”的特点。但是除了这些,最重要的还是章鱼有着不寻常的高智商。由于章鱼的各方面特点都有点匪夷所思,所以许多科学家也喜欢称它们为“生活在地球的外星生物”。如果说海洋能进化出智慧生物,那么章鱼最有可能就是这样的物种。章鱼也一直被誉为“海洋中的灵长类”。

章鱼虽属于无脊椎动物,但就其智商而言,可以说就是无脊椎动物中的“叛徒”(科学家一般认为脊椎动物比无脊椎动物聪明得多)。一只普通的田螺体内只有约1万个神经细胞;龙虾有大约10万个;跳蛛也不超过60万个。而蜜蜂和蟑螂等,外神经系统丰富度名列前茅的无脊椎动物,也仅有约100万个神经细胞。所以同为无脊椎动物,章鱼拥有5亿个神经细胞,高下立判。除此之外,不少脊椎动物还比不过章鱼呢。例如,章鱼的神经细胞数量就远超家鼠(8000万)和大鼠(2亿),几乎与家猫差不多。

另外,神奇的章鱼竟还拥有两个记忆系统。其中一个是大脑记忆系统,另一个记忆系统则位于八根腕足,直接与吸盘相连。我们都知道,人类要想完成比较复杂的动作,得靠大脑控制具体的操作与步骤。但章鱼就不一样,它的八根腕足(俗称触手)内都有独立的神经索。大脑只要对腕足下达一个抽象的命令,章鱼的腕足就能自己“思考”,要哪些步骤才能完成任务。在这之后腕足就可以实行多执行绪同时作业,独自感知环境,快速做出反应,根本不需要大脑给予具体的指令。

毫无疑问,章鱼拥有极其复杂的神经系统,但我们并不能就此评判它们智商的高低。因为即使在最有利的情况下,评估章鱼的智力水准都是件十分棘手的事情。就像我们经常把会使用工具设为衡量鸟类和哺乳类动物智力的标准。但事实上这并不适用于章鱼,因为它的奇异的身体本来就是一个工具。

例如它们根本不需要借助外物,就能用坚硬的齿舌将牡蛎的壳钻开。之后,章鱼便会从钻开的孔向壳内注射某种毒素,迫使牡蛎打开,然后饱餐一顿。举这个例子并不是为了说明章鱼不会使用工具。因为它们用起工具来,还真的比谁都要厉害。

为了更方便地钻开牡蛎,章鱼会找来一块大石头垫在底下再开始操作。而当牡蛎被毒液逼得开口,章鱼还会扔一块石头进去,防止牡蛎把两片壳关上夹到自己。除此之外,懂得未雨绸缪的章鱼,有时吃完牡蛎肉后,还会将壳保留起来,建房子用。它们习惯收集各种贝壳、蟹壳和石头等,建起属于自己的“章鱼城堡”,保护自己柔软的身体。

除了使用工具外,章鱼还拥有近乎人类的记忆能力和学习能力。而学习能力的强弱恰恰是动物智力高低的一个重要表现。科学家曾做过这么一个实验:将一只刚从海里捞上来的新手章鱼,放入一个结构复杂并装有食物的玻璃盒子,但是它不知道怎么找到入口并拿到食物。它的隔壁则是一只久经沙场的老手章鱼,它能够找到盒子的入口,并从中获取食物。新手章鱼就趴在玻璃上暗中观察老手章鱼是怎么做的,在看到老手章鱼的示范后,二话不说就立刻采用相同的方法,钻进盒子饱餐一顿。

更让人咋舌的是,章鱼还是种会“察言观色”的动物,能够适应圈养、具有与人类交往的能力。一位叫雪莱•阿达莫(Shelly Adamo)的神经学家饲养的章鱼,就特别喜欢对着陌生访客喷水。但经常在它们周围出现的熟人,却不会受到如此粗鲁的对待。2010年有人在水族馆中做过一个实验,一个“友善”的饲养员经常给它们喂食,而另一位“小气”的饲养员则经常拿棍子骚扰它们。只要两周,水族馆中的所有章鱼,都对这两名饲养员表现出截然不同的态度。

除了会看人类的脸色,在海底生活的它们还有着高超的“偽装”本领。在自然界中,可根据环境改变自己“外表”来躲避天敌或捕获猎物的动物虽然有很多,但如果章鱼是第二的话,还真的没有哪个动物敢称第一。

而提到偽装,想必大部分人第一时间想起的是变色龙,它们能根据环境或多或少地改变体表颜色。然而,此变化不过是化学物质反应的结果,需要的时间略长。而章鱼变色的指挥系统是它的眼睛和脑髓,这种透过神经系统控制的方式也更加高级,几乎在瞬间即能完成。如果章鱼的一侧眼睛出了什么毛病,那么这一侧就会固定为一种不变的颜色,而另一侧还是可以随时变色。

章鱼的颜料储存在皮肤最表层的数以千计的墨囊中,紧闭时看上去就像一个个小斑点。但受到环境刺激时,章鱼就会将墨囊周围的肌肉收缩,让墨囊打开释放颜料。这样章鱼就可以依据环境,控制墨囊按照不同的组合打开或闭合,形成不同的形状,如带状、条状或点状等,并且颜色各异。

章鱼软软的身体还有利于它们改变外形。例如印尼的拟态章鱼,更是高手中的高手。海蛇、比目鱼、海星、狮子鱼、珊瑚、鳎鱼等超过15种动物,它都模仿得维妙维肖。有时候还能偽装成海螺,伸出两根腕足当脚逃之夭夭。更神奇的是,除了颜色和形状,章鱼还能根据自己要变形的物种,相应地改变皮肤的质地。透过控制特定部位的肌肉收缩,章鱼可将光滑的表皮变得粗糙和尖锐。

例如海藻章鱼(学名刺断腕蛸,Abdopus aculeatus)就能在短时间内,形成一缕一缕的结构,随着水流漂动,常让人误以为是海藻。

如果你问章鱼,你们是如何练就如此高超的偽装术?它们应该会回一句:“还不是被逼的。”因为章鱼没有骨骼,在捕食者眼里它们完全就是一块“行走中的肥肉”。海洋中的各种鱼类,都对章鱼虎视眈眈,甚至包括不同种属的章鱼之间,也存在着敌意。

毫无疑问,越是擅长偽装自己,就越容易逃脱追捕和获得食物。所以现在如此机智的章鱼,也是经过漫长的自然选择和进化,才坐牢了“偽装大师”的名号。拥有模仿颜色、形态与皮肤质地三位一体的技能,章鱼玩起COSPLAY来可以说是所向披靡。

如果这种能力放在人类身上,就和影视作品中看到的“突然改变表皮硬度抵挡攻击”的超能力差不多。那么问题就来了,如此聪明强大的章鱼怎么还没组建军队,上演章鱼的“星球崛起”呢?其实这些长着两个脑袋、八根腕足的“外星人”,惨就惨在逃不过“做父母必死”的宿命。

本来章鱼的寿命就只有短短3到5年,但无论何时,只要章鱼一交配,就等于被判了死刑。章鱼有八根腕足,其中一根被称为交接腕(hectocotylus),这就是雄性章鱼的生殖器(那些喜欢吃章鱼触手的朋友,抱歉了)。交配时,章鱼会将精包透过插入的方式,放入雌体的外套腔内。为了确保雌体受孕,雄性章鱼还会将这根“性触须”留在雌性章鱼体内。而失去生殖器的雄性章鱼,就会进入“贤者模式”,变得郁郁寡欢。不久后,行动迟缓、茶饭不思的雄性章鱼,就一命呜呼了。

另外,在产下数十万枚章鱼卵后,雌性章鱼守护幼卵孵化的时间也至少需要半年。这段期间,雌性章鱼也会因不进食,最终难逃一死。

很多时候,许多新生的小章鱼从未见过自己的父母。所以它们也无法从父辈那里学习到有关的生存法则,一切都只能靠自己摸索。正是因为这种生理层面的缺陷,导致了章鱼智力层面的不断割裂。如果这种断裂发生在靠传承发展优势和智慧的人类身上,我们或许还不一定比章鱼聪明。所以才有人说:“如果章鱼寿命不是只有几年,它们可能还真的有兴趣看看人类到底是个什么东西。”

或许未来有一天,外星人真的会攻陷地球,也会惊讶自己在地球怎么还有远方表亲。

(本文摘自《怪奇科学研究所:42个脑洞大开的趣味科学故事》)

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