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假如像章鱼一样思考

 昵称m5Gu5 2019-05-12

题记

它们是如此的善变

还有一肚子墨水

当你在欣赏这神奇的生物时

它们也躲在角落里

悄悄地回以凝视

好像要将你从头到脚地打量一番…

iiiiiiiiii

原作:Olivia Judson

摄影:David Liittschwager

编译:高原长蛸

iiiiiiiiii

扭曲、变形、伪装

转瞬之间,不可端倪

家丁兴旺,令人着迷

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印尼勒姆贝岛海岸一角

        此刻的你正坐在海底,就在印尼勒姆贝岛(Lembehisland)的海岸边。不深不浅——也就6米水下——光线充足在这片温暖的热带海域,温柔的海浪在海床的细灰沙上踩下一圈圈波纹的足迹,时而又卷起几撮海草的浮末。你开始四下观察,一枚大海螺映入眼帘,壳上的锥状突起已经残缺不全了。里面的房主也许还建在,或者它早已魂归天外,并将房子交付给寄居蟹。好奇的你翻开了它,竟看到一大串吸盘还有一对突起的眼睛与你面面相觑。

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条纹蛸

Amphioctopus marginatus

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        原来是一只章鱼,或者具体点说是一只条纹蛸(Amphioctopus marginatus),通常被叫做椰子章鱼(Coconutoctopus)这个俗名源于这种章鱼喜欢把自己藏在椰子壳里,有时候恋家的它们还背着庇护所到处跑。当然双壳类和螺壳也是OK的。这只章鱼用若干吸盘牢牢抓住两瓣贝壳当你正看着它时,它把贝壳丢在了一边用触腕把自己举得高高的,仿佛评估周围形势一般。

media.giphy.com
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        你继续装得像雕像一样纹丝不动。过了会儿,章鱼爬出了贝壳。它的外套膜仅有你拇指大小,触腕长度大概是拇指的三倍。当它移动到沙子上时,立刻变得如底沙般灰暗。是要离开吗?不~它把几只胳膊伸展到海床上,其余的黏附在在贝壳外侧,用力一转,翻转壳体,重新躲了进去。不多做打扰了!你正打算游开,这个小动物喷出一股水流吹开了壳下的沙子,贝壳和海床之间出现一道缝隙,从中探出了一对小眼睛。你将呼吸面罩摘了下来,在水下和章鱼大眼瞪小眼。(非专业人士请勿模仿)

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​暗中观察

        在所有的无脊椎动物中,章鱼和我们是最相像的。在某种程度上,这就是章鱼回复你眼神的方式,就好像它们在审视你一样。(这也使得它们远离了许多脊椎动物:大部分鱼类都不会盯着你看。)章鱼们是如此的灵活,借助八只触腕和数百个吸盘,它们擅长搞很多事情,无论是撬开贝壳,拧开瓶盖,还是拆除水族缸的过滤系统,这一切令章鱼有别于海豚这样聪明的哺乳动物——由于其精明才智受身体构造限制,海豚无法拥有像章鱼的这十八般武艺。

cheezburger.com
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拧开盖子?EASY!

        章鱼的构造与你可能想到的任何外星生物一样陌生。首先,它们有三颗心脏和蓝色的血液。当感受到威胁时,它们便喷出一团墨汁,并向另一个方向逃窜。章鱼没有硬骨。他们身体中唯一坚硬的部分是类似于鹦鹉的喙,以及大脑周围的软骨。这使得它们很容易挤过狭小的裂缝,像大魔术师胡迪尼的逃生术一样。当然,水族馆的特制章鱼水槽还是算了(笑)。所有吸盘不仅可以独立移动,而且每一个都覆盖着味觉受体。想象一下——好比你浑身上下覆盖了数百个舌头。它们的皮肤还嵌入了感光细胞。

摄影:David Liittschwager
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这只雌性章鱼正在照顾她的卵,宝宝孵化不久后她便会死去。雌章鱼一生只繁殖一次,这意味着章鱼宝宝从出生开始就得单打独斗了。

        真是超凡脱俗呢,不过暂拭目以待吧,我们先来见见另一种章鱼。

       你现在正站在伦敦自然历史博物馆一个没有窗户的小办公室里。在你面前,一张堆满文件的桌子上,躺着一块苍白、纹理细密的石头。在你身旁,雅各布·文特尔(JakobVinther)正指着它,他是个满头金发和一脸姜黄色胡子的魁梧丹麦人,就像克里斯·海姆斯沃斯。“那东西就是墨囊,”英国布里斯托尔大学(University of Bristol)的无脊椎动物化石专家文特尔说。“这实际上是一种黑色素。”

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这块古老的化石于2009年在黎巴嫩被发现,现在为古生物学家埃斯特·范·胡尔森的这幅画提供了墨水。令人惊讶的是,即使过了这段令人难以想象的时间,“化石墨水”仍然具有鲜艳的颜色和新鲜墨水的特性。

        你倾身向前看:这块石头上明显有章鱼的印记。这只动物活着时大概有25公分长。你可以看出外套膜(mantle)——一个装着它的鳃、心脏和其他重要器官的袋状结构。哦,是的。中间那块深色的污迹——那是墨囊。这些触腕悬挂并松散地排在一起,每条上面都有成排的圆圈。“那些小圆结构,”文特尔解释,“就是吸盘。”章鱼化石非常罕见,柔软的身体往往会腐烂殆尽不留任何痕迹。这些化石大约有9500万年的历史,是已知的最古老的章鱼之一。当这些章鱼生活的时候,离恐龙的灭绝还有2500万年。“它来自黎巴嫩,在那里你可以发现各种保存完好的软体生物,圆口类,火蠕虫,所有这些动物都被保存在白垩覆盖的远古海床上。”

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化石上的细节清晰可见,

胡尔森可以一展身手了。

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这个项目也是对英国古生物学家和化石收藏家玛丽·安宁(Mary Anning)的致敬,玛丽·安宁在19世纪时也曾用化石的墨水描绘过头足类。 
摄影:David Liittschwager
摄影:David Liittschwager
这只刺断腕蛸(Abdopus aculeatus)刚刚喷了一堆墨汁。这种古老的御敌技巧早在3亿年前就已经成型了。

        就像人类是哺乳动物(Mammal),章鱼是头足动物(Cephalopod)。这个词源于希腊语的“head-foot”,以描述章鱼一类奇怪身体结构,它们的手臂(触腕)直接连在头部,而它们的“躯干(torso)”——外套膜——则在身体另一端。头足动物是一种软体动物(Mollusk),其下包括蜗牛、蛞蝓、蛤蚌和牡蛎等。

Kocot et al.,(2011)
Kocot et al.,(2011)
摄影:David Liittschwager
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身材结实,手臂短粗的苍白蛸(Octopus pallidus),生活在澳大利亚东南部水域,夜间活动,以贝类和甲壳类为食。

        章鱼和乌贼主要生活在浅海,通常白天捕猎。它们是动物界的伪装冠军。

        当然,海里伪装的例子很常见:例如,那块像橙色海绵的东西并不是海绵,而是一条躄鱼,静静地趴在一旁等待不走心的猎物。你看到的那片漂浮在沙滩上的叶子其实是一种拟态成叶子的鱼,伪装成随波逐流的病叶。一只寄居蟹抓住了一只“小海葵”,把它粘在了壳上。而那个小海葵其实是一条海蛞蝓,它已经演化到模仿海葵的模样。

你以为我是寄居蟹?其实我是一只乌贼!
你以为我是寄居蟹?其实我是一只乌贼!

        你看,到处都是沙子,突然爬起来(底沙颜色的小螃蟹),或者游走了(模拟底沙的比目鱼)。章鱼和其他头足类的不同之处在于它们可以极为迅速地改变自身的外貌,刚刚看起来像珊瑚,现在就像一团海藻,马上又融入一片沙地。这就好比章鱼用自己的皮肤在环境中进行3D打印一样。它们究竟是怎么做到的呢?

椰子章鱼:溜了溜了!
椰子章鱼:溜了溜了!
iiiiiiiiii

它们是如此的善变

外套膜内五脏俱全

当你悠游过珊瑚礁时

它们就在一旁的礁石上

悄悄地盯着你看

一动不动似乎在盘算着什么…

iiiiiiiiii
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印尼勒姆贝岛海岸一角

        回到勒姆贝岛的海岸边,这是一个阳光明媚的早晨。你正在浅滩上游泳。你的向导——他叫阿姆巴——向你打了一个手势,他看见了一只章鱼,一只大章鱼。在哪里?你四处张望,没看见章鱼。只有礁石,覆盖着各色珊瑚和海绵。阿姆巴坚持向你暗示:大章鱼!你看他指着哪里。什么都没有,没有。等等,再仔细看看~那坨颜色灰暗的,好似天鹅绒般的珊瑚,就在那边的那块!哦~那不是珊瑚——是只日行章鱼,Octopus cyanea你竟然没注意到它这只章鱼和餐盘一样大。

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Octopus cyanea,又称大蓝章鱼(Big blue octopus)或日行章鱼(Day octopus)。它们从太平洋的夏威夷群岛分布至印度洋的非洲东海岸。外套膜可长达16公分,触腕80公分。


谈起章鱼的成功伪装,有三大要素。

        第一个是颜色。章鱼借助一个色素—反射系统来产生颜色。这些色素——通常是黄色、棕色和红色等——被保存在皮肤表层数千个小囊内。当这些囊关闭时,它们看起来就像是微小的斑点。章鱼可以收缩其囊周围的肌肉,从而打开囊并展示其中的色素。因此它们可以在瞬间产生条纹或斑点等图案。反射细胞有两种类型。第一种将到达体表的光线反射,从而使皮肤在白光中呈现白色,红光中呈现红色,以此类推。第二种就像一个“活的肥皂泡“”,从不同的角度看,呈现出不同的颜色。借助反射细胞+色素器官这一系统,章鱼得以创造出各种各样的颜色和图案。

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 这两张来自同一只Octopus cyanea‍的照片展现了章鱼对于颜色和纹理的超凡控制能力,让它可以迅速地伪装或表达自己的心情。

        第二个要素是皮肤质地。通过收缩特殊的肌肉,章鱼将它们的皮肤由光滑变得尖锐。这种变化可能是极端的。刺断腕蛸,或称拟藻章鱼(Algae octopus),Abdopus aculeatus,可以控制体表皮肤形成一种暂时性凸起结构,给外人留下一种不是动物而是一丛海藻的印象。这些毛茸茸的章鱼尚未被科学地描述,但在它们之中已经进化出了一种永久性的粗糙表面,很难将它们和一丛红藻区分开。

拟藻章鱼(Abdopus aculeatus)是一种小型章鱼。Algae octopus得名于它们在静息状态下像一丛海藻。它们个头很小,蜷缩起来有一个小橙子那么大(直径约7公分),触腕长25公分,善于模仿周围的环境。这种章鱼生活在浅海,有时会从一个潮汐池爬到另一个潮汐池,捕捉螃蟹。
几秒后
几秒后
又过了几秒……
又过了几秒……
只有眼睛背叛了它~
只有眼睛背叛了它~

        伪装的第三要素是姿势。章鱼通过改变姿势使自己显眼或者难以窥测。例如,某些章鱼会将自己打包成一团,只用两条胳膊,慢慢地爬过海底。(不,不,不要看我只是一块石头…)

溜了~溜了~
溜了~溜了~

        章鱼是怎么变得这么熟练的?答案很简单:演化。通过数千万年的时间,那些善于伪装的个体更有可能躲避天敌,并留下后代。许多动物——包括鳗鱼、海豚、螳螂虾、鸬鹚、许多鱼类,甚至还有其他大章鱼——都是章鱼肉的狂热粉丝。

        由于章鱼没有硬骨,食肉动物可以整个吞掉它们。澳大利亚维多利亚博物馆(Museum Victoria)的头足类动物专家马克·诺曼(Mark Norman)说:“这些动物就是行走的菲力牛排。”

章鱼小丸子 you.ctrip.com/travels/japan
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马克·比特曼的食谱:烤章鱼

港海豹吃北太平洋巨型章鱼

摄影 Bob Ianson

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吃章鱼是危险的。然而,澳大利亚的一些海豚已经找到了安全的方法——不停地摇晃拍打猎物,直到猎物变得软弱无力,吸盘覆盖的触腕放松下来,便可以安全进食。

        头足类动物是远古海洋最早食肉动物之一。它们大约在5亿年前由一种像顶着巫婆帽子似的小动物事实上,如果你要回溯到4.5亿年前,海洋中最凶猛的食肉动物就是带壳的头足类。其中不乏一些庞然大物:比如已经灭绝很久的Endoceras giganteum它们的外壳可能超过5米长。

Endoceras giganteum(E,F)或许和现存的一些头足类一样存在性二态,雄性比雌性大,比如澳大利亚巨乌贼 (Sepia apama)。复原图来自国家地理。

        目前已知的头足类动物有750多种。除了大约300种章鱼,还包括鱿鱼(squid)和乌贼(cuttlefish)。(它们都有10个触腕)和一些种类的鹦鹉螺(Nautilidae),(现存两属六种,异鹦鹉螺属Allonautilus和鹦鹉螺属Nautilus)它们有90个触腕,生活在一个螺旋的壳里。

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枪乌贼 (Loligo vulgaris),中文里带了乌贼二字,其实是来自枪形目(Idiosepiida),枪乌贼科 (Loliginidae)的鱿鱼(squid),著名的海产。
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白斑乌贼Broadclub Cuttlefish (Sepialatimanus)来自乌贼目(Nautiloidea) 。白斑乌贼‍展示了它变换颜色和纹理的能力,以及有趣的防御姿势,可能是在模仿一条有毒的蓑鲉。
WIKI
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一对珍珠鹦鹉螺(Nautilus pompilius),白天在703米深的海域进食白斑笛鲷(Lutjanus bohar)。这是所有鹦鹉螺物种中最深的发现记录。

    现代章鱼种类繁多。北太平洋巨型章鱼(The giant Pacific octopus),亦称水蛸 Enteroctopus dofleini形如其名,吃小鲨鱼的就是它。成年个体的一根触腕可以长达2米,体重超过90公斤。其他的,比如星状吸盘微型章鱼(star-sucker pygmy octopus),Octopu swolfi,不足一克。一些章鱼外套膜不大,但是触腕极长;其他种类的比例则较为均衡。它们大多种类在珊瑚礁、泥滩或沙滩上爬来爬去,或是为了迁移,寻找食物,或是从捕食者那里逃脱,也少数在洋流中游弋。你可以从热带地区找到章鱼,从珊瑚礁到沙滩,从潮汐池甚至到漆黑的深渊。你都能发现它们的踪迹。

北太平洋巨型章鱼/水蛸(Enteroctopus dofleini)抓鲨鱼
北太平洋巨型章鱼/水蛸(Enteroctopus dofleini)抓鲨鱼
diverosa.com/categories/Cephalopods
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         Octopus wolfi,2012年在西太平洋菲律宾的浅海中被发现。其特征在于在靠近触腕尖端的吸盘的边缘周围有“乳突星状的条纹”图案。
星状吸盘微型章鱼 Octopu swolfi
星状吸盘微型章鱼 Octopu swolfi
摄影:David Liittschwager
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一只太平洋红蛸(Pacific redoctopus), Octopus rubescens,展示着它的吸盘。每个吸盘都可以独立控制,扭曲,提供的不只有吸力,还有具有巨大的力量和惊人技巧。
摄影:David Liittschwager
摄影:David Liittschwager
摄影:David Liittschwager
摄影:David Liittschwager
从热带到两极,章鱼的多样性令人吃惊。Wunderpus photogenicus,又名拟态章鱼,生活在印度-太平洋的温暖、浅海水域。以其超强的模仿其他有毒生物的能力著称。
假扮蓑鲉
假扮蓑鲉
突然扩张
突然扩张
iiiiiiiiii

它们站在无脊椎动物智慧巅峰

却也为此付出了代价

当章鱼在口中唇齿留香时

你可曾想过它们将主宰未来?

iiiiiiiiii

        我们最后来聊聊章鱼的神经系统。一只椎实螺仅有1万个神经元;龙虾有大约10万个;跳蛛大概有60万个。蜜蜂和蟑螂大约有100万个。(虽然蟑螂出现得早,但“内核”还是很强的)真蛸(Octopusvulgaris)有5亿个神经元,甩开上述动物三条街不止单论神经元数量,章鱼比小鼠(8千万)或大鼠(2亿)更天赋异禀,几乎与家猫(约7亿)势均力敌。然而,脊椎动物的大部分神经元都集中在脑部,章鱼却有三分之二的神经元分布在触腕中。更重要的是,神经系统的运作需要消耗大量能量,当且仅当能量摄入大于输出时才能为进化提供额外的能量。章鱼身上到底发生了什么?

        纽约城市大学和澳大利亚悉尼大学的章鱼生物学家Petergodfrey-smith认为,可能有这样几股力量帮助章鱼发展出复杂的神经系统。

        首先是身体。毕竟神经系统与身体是同步进化的,而章鱼的身体已进化得异常复杂。没有骨头的它们可以在任何时候向任何方向伸出任何一条胳膊;不像你我,它不会被任何关节的束缚。这为章鱼提供了极大的活动空间:每条胳膊都可以做不同的事情。因此,章鱼在捕猎过程中会给我们留下这样的深刻印象——它们将胳膊在海床上伸展,每一条都在摸索、翻找、探索洞穴。如果惊动了一只虾,其余的胳膊就可以伸去抓它。章鱼的每个吸盘都能独立移动,更不用说控制皮肤颜色改变纹理结构了。

摄影:David Liittschwager
摄影:David Liittschwager
这只阿尔甫斯柔蛸(Callistoctopusalpheus)的体表满是色素细胞,如果把这些色素囊全部打开,就会出现一个个波尔卡斑点。就像下图那样。
摄影:David Liittschwager
摄影:David Liittschwager

同时,这些动物还进化出了接收和处理大量感官信息的能力:吸盘可以感受到味觉和触觉,平衡囊(statocyst)可以感受到重力,还有复杂的眼睛接收各类的光学信息,等等等等。

你能猜到它是怎么工作的吗
你能猜到它是怎么工作的吗

        最重要的是,章鱼大都生活在复杂的环境中——它们整日在珊瑚礁中穿梭。没有坚硬护甲,还要密切注意周围的捕食者,一旦伪装被识破,必须立刻找到其他藏身之处。

        最后,章鱼还是高效的老饕。它们的食谱广泛,除了牡蛎螃蟹,还有各类鱼虾,作为海里的高级美食家,少有章鱼不能品尝的美食。

条纹蛸钻出藏身的贝壳吃螃蟹 WIKI
条纹蛸钻出藏身的贝壳吃螃蟹 WIKI

        没有骨头的身体,复杂的生活环境,多样的饮食——所有的一切,最终促成章鱼们智力的飞跃,成为头足纲的佼佼者。

大蓝章鱼这样的物种成长起来是非常快的
大蓝章鱼这样的物种成长起来是非常快的

        然而,即便章鱼拥有复杂的神经系统,但它们真的很聪明吗?测算人类智商不算太难,评估其他动物的智力却往往很棘手。对于鸟类和哺乳类,尚可通过它们使用工具的能力进行智力评估。这一点对章鱼来说可能意义不大:它们自己就是一把“瑞士军刀”,开个蛤蜊只要用力一拧就行。但就像之前说的条纹蛸那样,它们也会借助工具,比如椰壳,当作掩体甚至搬运椰壳四处移动。

拖着椰壳的条纹蛸
拖着椰壳的条纹蛸

        20世纪50年代和60年代的实验表明真蛸的确擅长学习记忆,这是有关智力的两个重要特征。事实上,章鱼脑中一个特殊部分——垂叶(verticallobe),是专门负责这些工作的。在这里得再强调一遍实验对象——真蛸(Octopus vulgaris),因为它们是迄今为止被研究得最多。不同种类章鱼的大脑构成也略有不同,鉴于研究资料很少,没人知道章鱼是否都是“天才”。

水族馆,住在罐子里的真蛸
水族馆,住在罐子里的真蛸

        加州大学伯克利分校的章鱼研究员罗伊·考德威尔(Roy Caldwell)说:“我在实验室里做过的一些实验,简直乏味极了。”

    “和哪种章鱼呢?”

    “Octopus bocki,一种小章鱼。”

    “实验为何会很无聊?”

    “它们压根不理我啊!”

    (╯°Д°)╯︵┻━┻

        很少有研究关于章鱼喷墨行为的保护作用。最近有研究成年波克微型章鱼(Octopus bocki)绿海龟(Chelonia mydas)幼龟的掠食攻击反应。攻击墨汁假体的海龟停止了对章鱼的进一步捕食,而无所畏惧的年轻海龟则会继续攻击并吞食章鱼。

什么破实验啊,你们这些鱼唇的人类…………
什么破实验啊,你们这些鱼唇的人类…………
走开啦~~~~~~~~~!!!!
走开啦~~~~~~~~~!!!!
大吉大利,今天吃鸡。这只海鸟被章鱼的小触手吸引,然后得到了更多触手的拥抱。
大吉大利,今天吃鸡。这只海鸟被章鱼的小触手吸引,然后得到了更多触手的拥抱。

        无论章鱼们是聪明还是迟钝,不管它们在思考哲学还是午餐,或者它们根本什么都没想——这都不重要。章鱼就是这么妖娆,令人着迷的物种。

+゚:.゚ヽ(。◕‿◕。)ノ゚.:。+゚

勒姆贝海岸的黄昏
勒姆贝海岸的黄昏

        让我们最后一次回到大海的怀抱吧~此时勒姆贝海岸的黄昏,你趴在岩坡上,而在你面前,一对耳鬓厮磨的小鱼正在产卵。海鳝在洞里蜷成一团。巨大的寄居蟹,背着它借来的壳,迈着沉重的步伐在眼前爬过。不远处,在一块礁石上,趴着一只小拟藻章鱼。

拟藻章鱼(Abdopus aculeatus)
拟藻章鱼(Abdopus aculeatus)

你看着它,它游开了。有那么一阵子,它像印度传说中的修行者漂浮在半空。过了一会儿,它又在附近滑行。

现在,它匍匐在石头上,将触腕向前伸展,抑或是把触腕推到身后?你实在不好形容。

        当它沿着海床向深处移动时,某只触腕摸及一个小洞,于是一个接一个地,连着胳膊和身子,这个小动物消失在了洞口。哦,也不完全是,它的触腕的尖端又伸了出来,凭着感觉,抓住一些小石头,把它们拉到洞口堆砌起来。这样就能睡个安稳觉啦。

        一切都那么的安全。晚安,小家伙~

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