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无脊椎动物中的“叛徒”——章鱼的智商究竟有多逆天 精选

已有 48165 次阅读 2017-11-29 23:59 |系统分类:科普集锦


不知道大家有没有发现,影视作品中,外星人大多被设置成章鱼的样子


我们最熟悉的《异形》前传《普罗米修斯》中,异形的原生体就像极了章鱼,有八个触手中间还伸出一根骇人的口器。

还有今年大热的《异星觉醒》中完虐宇航员的卡尔文、《降临》中靠喷墨交流和能预知未来的七肢桶外星人


《降临》中靠喷墨与人类交流的外星人



那么外星人为什么要被设计成“章鱼”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”。


外星人遗落海底的亲戚——章鱼



我们都知道人类是灵长动物,由猿类进化而来。


但如果说海洋能进化出智慧生物,那么章鱼就是最有可能的物种。


所以,章鱼也一直被誉为海中的灵长类。



章鱼虽属于无脊椎动物,但就其智商而言,完全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,外神经系统丰富度能排前几的无脊椎动物也仅有100万个神经细胞


所以同为无脊椎动物,章鱼拥有的5亿个神经细胞,马上就高下立判了。


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),几乎与家里的猫差不多。


猫:喵喵喵?


更吓人的是,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,还得靠大脑控制具体的操作与步骤。



但章鱼就不一样,它的八条腕足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,章鱼的八条腿就能自己“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线程同时作业,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,章鱼是拥有着极其复杂的神经系统,但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,评估章鱼的智力水平都是件十分棘手的事情。


就像我们经常把使用工具设为衡量鸟类和哺乳类动物智力的标准。

但事实上这就不适用于章鱼,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,就能用坚硬的喙,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,迫使牡蛎打开饱餐一顿。


如果你去过海边捡贝壳,一定遇到过惨遭章鱼糟蹋的贝壳


当然,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,还真的比谁都要溜。


就像为了更方便钻开牡蛎,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,防止牡蛎把两扇门关上夹到自己。



除此之外,懂得未雨绸缪的章鱼,有时吃完牡蛎肉后,还会将壳子保留起来。

用来干嘛?当房子用啊!

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”,保护自己软弱的身体。

除了使用工具外,章鱼还和人类一样是具有记忆和学习能力

因为学习能力也是动物智力的一个重要标志。



曾经有科学家做过这么一个实验。


左边水箱中的章鱼是刚从海里捞上来的新手章鱼,它看着一个结构复杂的玻璃盒子里装着食物,却还未找到入口。


右边的水箱则是一只久经沙场的老手章鱼,它早已找到盒子的入口,并能从中获取食物。


新手章鱼看到老手章鱼的示范后,二话不说就立马采用相同的方法,钻进盒子饱餐一顿。


新手章鱼(左)扒在玻璃上观察老手章鱼(右)


更让人咋舌的是,章鱼还是种会“察言观色”的动物,能够适应圈养和有与人类交往的能力。


一位叫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。

但经常在它们周围的熟人,却不会受到如此粗鲁的待遇。


在2010年也有人水族馆中做过一个实验,一个“友善”饲养员经常给它们喂食,而另一位“小气”饲养员则经常拿棍子骚扰他们。

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。


伪装成各种动物的拟态章鱼


除了会看人类的脸色,在海底生活中他们还有着高超的“伪装”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。


但如果章鱼认第二的话,还真的没有哪个动物敢称第一。


而提到伪装,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,此变化不过化学物质反应的结果,需要时间略长。


而章鱼变色的指挥系统是它的眼睛和脑髓,这种通过神经系统控制的方式也更加高级,且几乎瞬间即能完成。


例如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。


被抓住马上变色的章鱼哥


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,形成不同形状的颜色,如带状、条状或点状等。

这都能装,不得不服


除了颜色之外,章鱼软软的身体还有利于它们改变外形。

例如印度尼西亚的拟态章鱼,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,它都模仿得惟妙惟肖。

有时候还神到伪装成海螺,伸出两根触手当脚逃之夭夭。



更神的是,除了颜色和形状,章鱼还能根据自己要变形成的物种,相应的改变皮肤的质地。


通过改变特定部位的肌肉收缩运动,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,algae octopus)就能在短时间内,形成一缕一缕的结构,随着水流拂动常让人误以为是海藻。


章鱼:你看不到我


如果你问章鱼,你们是如何练就如此高超的伪装术的?

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“行走中肥肉”


海洋中的各种鱼类,甚至包括其他种类的章鱼,都对章鱼虎视眈眈。


不然就会变成这样


毫无疑问,越是擅长伪装自己,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“伪装大师”的名号。


靠着模仿颜色、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。


当然提到章鱼最“外星人”的特征,还是它藐视遗传学“中心法则”的能力。

我们都知道,人类是按照早已写好的DNA剧本,按部就班地演好自己的一生。

DNA相当于生物遗传信息的“源代码”,而RNA则是由DNA转录而来的“复制代码”。


动物最后靠RNA翻译产出的蛋白质,直接参与到我们机体的生命活动中,这整个过程就是“中心法则”

“中心法则”


说章鱼藐视中心法则,是因为章鱼可以直接忽略DNA,通过RNA编辑大规模地修改自己的基因表达产物——蛋白质。


也就是说,在DNA转录为RNA后,章鱼如果觉得这个RNA不太实用,它就会对RNA进行修改。

通过改变RNA,它们可以使其表达产物蛋白质发生变化,进而改变具体的细胞功能



这种修改蛋白质的能力,可以使它们更适应恶劣的环境。

如生活在北冰洋的一种章鱼,就可以利用RNA编辑快速的适应着温度的变化。


这种能力在人类看来完全是不可思议的。

因为在人类有的2万个基因中,就只有几十个编辑位点是可以编码功能性蛋白的。

但是同样拥有2万个基因的章鱼,这种活性RNA编辑位点就超过6万个。


如果这种能力放在人类身上,就和影视作品中看到“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、八条腿的“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7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(hectocoylus),这就是雄性章鱼的生殖器(对不起那些喜欢吃章鱼触手的朋友)。


交配时,章鱼会将精包通过插入的方式,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。


章鱼一生只交配一次


而失去生殖器的公章鱼,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。

在这期间,雌性章鱼也会因不进食,最终难逃一死。



很多时候,许多新生的小章鱼一生都未见过自己的父母。

所以它们也无法从父辈等学习到有关的生存法则,一切都只能靠自己摸索。


就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,外星人真的攻陷地球,也会惊讶自己在地球怎么还有远方表亲。


*参考资料

Olivia Judson.Why do octopuses remind us so musch of ourselves? .NATIONAL GEOGRAPHIC.

子常.章鱼的智慧.科技潮[J].2010.09

唐一尘.章鱼具有强大的RNA编辑能力.前沿科学[J].2017.02





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