海洋里的天才生物章鱼(章鱼是海洋生物的天才吗)
新西兰国家水族馆有一只名叫& ldquoInky & rdquo这只章鱼从半开的水族馆里爬出来,穿过房间钻进一条排水管,穿过一条50米长的水管后,又回到了外海。Inky的成功再次向我们证明了章鱼是地球上最聪明的生物群体之一。章鱼不仅能连续喷六次墨,还能像最灵活的变色龙一样改变颜色和结构,变得像一块布满藻类的石头,然后突然扑向猎物,猎物根本来不及意识到发生了什么。章鱼可以利用其灵活的手腕在岩石、裂缝和海床之间爬行,有时会伪装成一堆珊瑚,有时会伪装成一堆闪亮的砾石。
在生物学家眼中,章鱼是地球上最聪明的生物群体之一。它们可以像近亲乌贼一样改变身体颜色,模仿海洋中的各种生物或非生物,甚至有目的地玩耍和学习。无论在实验室还是水族馆,章鱼都以其出色的& ldquo逃& rdquo它们的能力是出了名的,它们甚至会在晚上袭击隔壁的水族馆寻找食物。
喷水章鱼
在新西兰奥塔哥大学,一只章鱼会在无人看管的情况下向灯泡喷水,导致电线短路,从而达到关灯的目的。最后,由于修复电路的费用太高,研究人员被迫将章鱼放归野外。当然,这只章鱼并不真的知道自己可以解脱。它只是不喜欢强光。和其他所有章鱼一样,它会向各种惹恼它的东西喷水。
有意思的是,我也是在奥塔哥大学认识的& ldquo熄灯& rdquo在我们的实验室里,一只章鱼无缘无故地讨厌一名实验室工作人员。后者只要经过水族馆,后脑勺就会被章鱼喷水攻击& mdash& mdash水量将近两升!无独有偶,在加拿大达尔豪西大学的实验室里,养着一种乌贼,它可以向新来的访客喷水,但不能向熟悉的人喷水。2010年的一项实验表明,北太平洋的巨型章鱼可以区分人类个体,即使穿着制服。
使用工具
1984年,科学家们在百慕大观察到一只真的章鱼用小石头在它的巢前建造了一个& ldquo石墙& rdquo的行为。有人认为这说明章鱼会使用工具,但也有人认为这可能只是章鱼的本能行为,而不是计算的结果。
那么,有没有更有说服力的证据证明章鱼会使用工具呢?条纹章鱼正从这里出来。2009年,澳大利亚科学家发现,一些条纹章鱼会把掉落在海底的废弃椰子壳挖出来,用水洗干净,然后拖到最远20米的地方,再重新组装成一个庇护所。在潜水员拍摄的视频中,条纹章鱼将椰子壳突出的一面放下,用& ldquo触碰手腕。拥抱& rdquo椰子壳,以一种非常滑稽的方式& ldquoGo & rdquo穿越海底。虽然看起来很慢,很笨拙,消耗大量的能量,更容易受到天敌的攻击,但条纹章鱼愿意接受这些风险,以换取未来的保护。这是章鱼真的会使用工具的有力证据。
能玩能学。
章鱼除了会用工具,还会玩。玩耍通常是认知能力高的动物的专利。很难准确地定义什么是& ldquo玩& rdquo但从广义上来说,玩耍可以被认为是一种不带来即时利益而只提供乐趣的活动。科学家们做了一个有趣的实验。北太平洋的八只巨型章鱼被放入一个什么都没有的水族馆,然后放入一些漂浮的塑料药瓶。起初,这些章鱼把药瓶放在嘴里,显然是想知道能不能吃,然后就把药瓶扔到了一边。
几次实验后,其中两只章鱼开始往药瓶上喷水。这些药瓶滚到水族箱的另一端,被水流推回章鱼身边。研究人员认为,这是一种探索性的玩耍行为。当在一个新的环境中,章鱼做的第一件事就是探索。他们对新事物的态度会从& ldquo有什么用& rdquo更改为& ldquo我能用它做什么?。
科学家还研究了章鱼的性格差异。他们在水族馆里养了44只太平洋章鱼。在两周的时间里,研究人员每隔一天打开水族馆的盖子,用管刷接触章鱼,并给它们美味的螃蟹吃。研究人员记录了19种不同的反应。可以看出,不同的章鱼有着非常不同的& ldquo个性& rdquo比如有的章鱼会很被动,有的则过于好奇。
章鱼也可以通过尝试来解决问题。北太平洋的巨型章鱼对不同的贝类有不同的吃法。为了吃到美味的贝类,它们会打碎外壳脆弱的贻贝,拉开外壳相对坚硬的蛤蜊,用带齿的舌头钻入坚硬有力的外壳。如果三种贝类都在眼前,章鱼会更喜欢贻贝,因为最省力就能饱餐一顿。
伟大的骗子
在所有的伪装者中,拟态章鱼无疑是& ldquo伪装大师& rdquo这一头衔的最有力竞争者。其他章鱼可以改变身体颜色和皮肤纹理来欺骗捕食者,而拟态章鱼是唯一可以模拟其他动物形状的章鱼。它们可以改变自己的形状、动作和行为,模仿至少15种动物。
当在沙质海底移动时,拟态章鱼会将手腕平放在身体上,像有毒的比目鱼一样上下游动。在开放水域游泳时,它们会模仿泥巴& mdash& mdash它也有毒。模仿章鱼的另一个招数是把六个相触的手腕放进一个洞穴里,然后把剩下的两个相触的手腕伸出来,就像一条有毒的海蛇。
迷宫测试
科学家们观察到,章鱼通常在狩猎后不会回到它们的巢穴。在狩猎期间,它们会不断地造访生活区的不同地方。章鱼具有复杂的记忆能力,可以记住已知地点的狩猎价值,以及最近去过哪些地方。
当动物使用地标来帮助导航时,它们必须理解地标在环境中的相关性。这种能力叫做& ldquo条件歧视& rdquo,是一种复杂的学习形式,通常只有脊椎动物才有。在2007年的一项研究中,科学家将加利福尼亚章鱼放入两个不同的迷宫中。在每个实验中,章鱼必须从一个中央有灯的水族箱爬回黑暗的洞穴& mdash& mdash他们喜欢的环境。为了达到目的,章鱼还必须避开一个假洞穴,这个假洞穴被一个翻倒的玻璃瓶挡住了。经过几次实验后,大多数章鱼已经学会了识别它们所处的迷宫,并能快速向正确的洞穴移动。这个实验说明章鱼也有一定的& ldquo条件歧视& rdquo能力。
相似但不同
章鱼的大脑在许多方面与我们人类的大脑非常相似。它们有类似于脊椎动物的折叠叶,这是复杂性的表现。此外,章鱼大脑的电生理模式与哺乳动物非常相似。
章鱼也有单目视觉,就是喜欢一只眼睛的视觉胜过另一只。这种特征通常出现在大脑两个半球具有不同特殊功能的物种身上。起初,它被认为是人类特有的,与更高的认知技能(如语言)相关联。
即使在存储记忆的方式上,章鱼也和人类相似。人类和章鱼最近的共同祖先可能要追溯到多细胞生命历史的初始阶段,这是一种非常简单的生命。换句话说,这种大脑结构的相似性是独立进化的。
比这些相似点更不可思议的是差异。章鱼的5亿个神经细胞中,超过一半位于手腕,这意味着它们的八个手腕可以独立行动,也可以相互配合。研究人员发现,章鱼的手腕被切断后,一捏就会收缩& mdash& mdash即使是在断电一小时后。显然,章鱼的手腕可以在相当大的程度上自主移动。
章鱼为什么这么聪明?一项新的研究可能会给我们一些线索。科学家发现,章鱼和鱿鱼等动物可以通过编辑自己的基因来学习新技能,但这样做的代价是进化的放缓。在之前的研究中,科学家发现鱿鱼RNA(核糖核酸,负责蛋白质合成的分子)的编码区显示出非常高的编辑率。基于这些结果,芝加哥大学海洋生物实验室的科学家发现,鱿鱼大脑中超过60%的RNA转录物是通过重编码记录的,而人类中的这一比例仅为1%。
在后续研究中,科学家在另外三种头足类物种中发现了相同的活性RNA编辑水平。这三种包括两种章鱼和一种乌贼,都属于鞘纲。研究人员还发现了数千个在进化中幸存下来的RNA重新编码位点。RNA编辑在这些动物的神经系统中尤为突出,它会影响许多在大脑功能和结构中起关键作用的蛋白质合成。
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