本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
章鱼可能是最聪明的无脊椎动物之一,但它并不总是确切地知道自己的手臂在做什么。这些动物如何避免将自己缠绕起来是一项了不起的壮举。但另一个——同样令人关注的——是摆脱自身吸盘的强大抓力。
新的研究,于5月15日发表在《当代生物学》Current Biology上,揭示了一个非常简单的解决方案。
章鱼吸盘非常有力,几乎可以抓住任何类型的表面——光滑或粗糙,坚硬或柔软。事实上,研究人员在他们的论文中指出,“每条手臂上的数百个吸盘倾向于粘附到几乎所有它们接触的物体上。” 这可能会造成非常棘手的情况。或者,正如研究人员委婉地说:“这种反射可能会给手臂之间计划外的互动带来重大问题。”
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与手臂一样,吸盘似乎也处于相对局部的控制之下。因此,章鱼不是像我们的身体那样,为了获得指示而麻烦中央大脑,而是依靠更近便的神经束进行信息处理和控制。但这引出了一个问题:吸盘如何“知道”一条凶猛的鱼和章鱼本身之间的区别呢?
为了弄清楚这些动物是如何做到这一点的,耶路撒冷希伯来大学的研究人员研究了无法再与大脑主体对话的章鱼手臂的行为。(警告:接下来会有点恶心。)
章鱼经常丢弃自己可再生的手臂,无论是为了交配还是为了分散捕食者的注意力。一条被切断的章鱼手臂可以对刺激做出反应,甚至可以激活其吸盘一个多小时。研究小组注意到,截肢的章鱼手臂会吸附到各种物体上——但绝不会吸附到自身或其他章鱼皮肤上。
截肢的手臂甚至不会将其吸盘附着在覆盖有章鱼皮肤的培养皿上。如果只有一半的培养皿覆盖着章鱼皮肤,手臂只会粘附在裸露的塑料部分。研究人员推测,吸盘似乎是对皮肤中的某种物质做出单独的反应,因为在后一种情况下,皮肤上的吸盘会避免粘附,而塑料上的相邻吸盘会立即粘附。
为了进一步支持这一想法,无身体的手臂确实会粘附到已被剥皮的章鱼手臂上——但力量比正常的抓握力要小。当研究人员在培养皿中涂上从章鱼皮肤中提取的提取物时,吸盘会附着,但非常轻柔。
希伯来大学研究员兼这项新研究的合著者尼尔·内舍尔在一份准备好的声明中说:“章鱼对于这个可能非常复杂的问题的聪明而简单的解决方案,让我们感到非常惊讶。”
“到目前为止的结果首次表明,章鱼的皮肤可以防止章鱼手臂相互附着或附着到自身,”研究人员在他们的论文中写道,并暗示该机制很可能是一种化合物。
然而,吸盘并非完全由自身控制。我们已经知道章鱼经常互相吃掉。但是,如果吸盘根本无法抓住章鱼皮肤,它们怎么可能做到呢?研究人员发现,活章鱼确实可以抓住截肢的手臂。研究人员在他们的论文中指出,这表明“外围机制似乎被中央控制所推翻”。然而,章鱼对待手臂的方式不同,如果它们来自不同的章鱼或来自它们自己的身体。“令人惊讶的是,章鱼似乎可以识别自己截肢的手臂,因为它们对待其他章鱼的手臂更像食物,而不是它们自己的手臂,”研究人员指出。
这项新发现也可能对未来的机器人有所帮助——尤其是那些从章鱼身上汲取灵感的机器人。研究合著者兼实验室负责人本亚明·霍克纳在一份准备好的声明中说:“我们希望并相信这种机制将在新型机器人及其控制系统中得到体现。” 我们将称之为章鱼吸盘感。
在《章鱼!海洋中最神秘的生物》一书中,阅读更多关于章鱼吸盘惊人能力的信息。
插图由伊万·菲利普森提供