你對章魚(八爪魚)有多了解?(有影片)

你對章魚(八爪魚)有多了解?

 

在很多方面,章魚與我們所見過的外星生命最接近。裡面的生物很少

世界同樣非凡而奇異。頭足類動物的一部分,

它們是所有無脊椎動物中最聰明、最靈活的動物之一。他們住

在世界上的每一個海洋中,在深海中,在海藻森林中,在珊瑚礁中,在岩石沿岸

海岸線。它們和它們居住的棲息地一樣多樣化。它們可以是巨大的,

或者絕對很小。有些物種是有毒的,有些物種則完全陌生。在任何

在特定時刻,它們可能會顯得尖銳,也可能會顯得光滑。他們是如此不同

我們,他們的 5 億個神經元中的大部分不在他們的大腦中,而是在他們的手臂中,

它可以聞、嘗、甚至思考。如此聰明以至於他們的認知能力

與許多大腦脊椎動物的特徵相匹配。

他們讓科學家們感到震驚,因為一個在進化過程中距離我們如此遙遠的生物是如何進化的?

樹可以進化出如此復雜的行為,它們的智能完全以一種完全不同的方式出現

不同於我們自己的新穎且獨立的方式。

那麼章魚是如何在生物學上變得如此復雜的——一個複雜的島嶼

無脊椎動物的海洋?它們到底有多聰明,研究它們如何揭示

關於我們自己思想的信息?

頭足類動物已經存在很長時間了。化石記錄顯示它們的進化歷史

進化

五億年前——早在地球上出現任何魚類、爬行動物或哺乳動物之前。這

章魚的早期祖先非常小,並且有一個殼,用來保護它

當它沿著海底爬行時。畢竟,頭足類動物是

軟體動物門。一群通常行動遲緩、簡單、身體柔軟的生物

還有堅硬的保護殼——如蝸牛、蛤蜊和牡蠣。但大約有1.4億

幾年前,產生章魚的血統失去了殼,使它們變得靈活、敏捷

生物,但在此過程中也使它們變得相當脆弱。這些軟體的生存

因此,在充滿生物的海洋中,身體生物似乎不可能存在了數百萬年。

危險、飢餓的掠食者。但這種脆弱性和選擇壓力可能正是

讓章魚成為我們今天所知的非凡生物。

因為章魚除了喙以外幾乎沒有任何堅硬的部分,所以它可以擠過去

任何洞,只要比眼球大就可以。這使得章魚能夠隱藏在

非常小的裂縫——在逃避像這樣的大型捕食者時具有一定的進化優勢

鯊魚或海豚。但是,軟體章魚進化出了一種更聰明的逃避方式

偵查:他們是偽裝大師。

觀看章魚的這段視頻,您可以看到它的移動速度有多快、有多劇烈。

改變顏色。在慢動作反轉中,您可以看到顏色變化遍布其全身。

皮膚的 3D 紋理也會發生變化,以匹配周圍的海藻和珊瑚。在

眨眼間,它已經幾乎完全融入了周圍的環境。頭足類動物

偽裝是動物王國中最具活力的一種,並且依賴於一種系統

極其複雜的組織。

色素細胞是散佈在章魚皮膚上的器官,就像雀斑一樣。

它們含有微小的充滿顏料的囊,就像裝滿不同顏色染料的小氣球,

可以是黑色、紅色或黃色。色素囊被放射狀肌肉包圍,

可以拉伸囊以顯示顏料的顏色。就像裝滿染料的氣球一樣,當

拉伸後,它們的顏料顏色顯得明亮而充滿活力。取決於哪組囊

章魚打開或關閉時,可以產生帶狀、條紋或斑點等圖案

– 幫助自己瞬間變成岩石、珊瑚或海藻。

但如果章魚需要產生黑色、紅色和黃色之外的顏色,它會使用

他們皮膚上的另一層反射結構稱為虹膜細胞。他們是堆棧

位於色素細胞下方的非常薄的細胞。它們含有一種叫做反射蛋白的蛋白質

將某些波長的光反射回來。他們負責金屬

藍色和綠色在章魚的皮膚上閃閃發光。

該層下面還有另一層反射組織,稱為白細胞。這些

反射環境光,通常產生白色色調。通過結合虹彩細胞的反射

和具有正確的色素細胞模式的白色細胞,章魚可以創造

其周圍環境的非常令人信服的複製品。

但章魚還有一個絕招,可以讓它在平淡無奇的情況下消失。

視線幾乎完全。使用稱為乳頭的結構,它可以改變紋理

它的皮膚,形成起伏的脊和凹凸。這有助於章魚匹配

它的周圍環境更好。這也給了他們一個不太明顯的優勢。許多脊椎動物

捕食者通過尋找背景中的視覺邊緣和斷裂來尋找獵物,這

策略非常有效地破壞了這一點。

借助所有這些工具,無殼、身體柔軟的章魚已經能夠欺騙人們

數百萬年來,海洋裡充滿了掠食者。但是,他們的生存並不取決於這些

單獨的偽裝屬性。控制它們的方式也許是一種均勻的方式

更引人注目的生存工具。

當章魚沿著海底移動時,它們必須評估背景並修改

他們不斷地偽裝。他們正在快速做出決定——一位研究人員

觀察到章魚在 1 小時內改變偽裝 177 次。章魚的偽裝

反應時間比任何其他動物都快 – 長達 200 毫秒,與最快的動物一樣快

眨眼你就能做到。

儘管章魚和幾乎所有頭足類動物在顏色方面做了很多努力,但它們的顏色卻令人驚訝。

被認為是色盲。他們怎麼能匹配他們看不到的顏色呢?

2015年,這個問題的答案開始揭曉。研究人員發現,

由於皮膚中的光感受器基因活躍,章魚的皮膚對光敏感。

即使皮膚與身體分離,它也能對光線做出反應並改變形狀

它的色素細胞。科學家們意識到章魚不僅可以用它的眼睛看東西

眼睛,還有皮膚。

但隨著章魚身體不斷進化其變色防禦機制,當它失去了

1.4億年前的貝殼,發生了另一次轉變:其巨大的大腦的發育

和神經系統。皮膚中的感光基因與章魚的感光基因有關

大腦大而復雜。章魚變色速度這麼快,是因為章魚控制著

它的色素細胞是神經性的。其他可以改變顏色的動物,例如變色龍,

例如,需要更長的時間,因為它們的顏色變化是受激素控制的。荷爾蒙

需要一段時間才能進入血液並分佈到全身。顏色變化可以接管

這樣控制的話20秒。

一些研究人員認為章魚的顏色變化可能就像呼吸或眨眼一樣

對我們來說——它可以選擇做一些事情,但也可能不由自主地發生一些事情。

它可以通過眼睛和大腦獲得意識,也可以通過身體獲得意識。

章魚的神經系統和我們的神經系統一樣大,但它們之間的關係不同

身體和大腦在一起。普通章魚體內約有十億個神經元。

相比之下,人類大約有1000億。大多數無脊椎動物通常要少得多。

蝸牛隻有2萬隻。但頭足類動物與章魚一樣得分在同一範圍內

脊椎動物,如貓、狗和鸚鵡 – 比任何其他無脊椎動物都多

在它們的 5 億個神經元中,只有三分之一存在於大腦中。大多數是

在他們的八隻手臂中發現。聽起來很奇怪,這使得章魚能夠進入

有辦法,用雙臂思考。

長期以來,科學家們都知道章魚的斷臂可以對刺激做出反應

與中腦分離一小時後。但去年的一篇論文開始揭示

這種自主權的程度。他們利用視頻模型觀察了章魚探索物體的過程

在它的水箱裡尋找食物。該程序量化了手臂的運動,跟踪

手臂如何同步工作,暗示來自大腦的方向,或異步工作,

建議在每個附件中進行獨立決策。他們發現在

信息從環境到章魚的流動,一些信息繞過了

完全是中樞大腦。在某種程度上,吸盤和手臂可以自己思考,允許

章魚能夠極其快速地分析其環境,並以匹配的速度做出反應。沿著

皮膚可以自行感知並改變顏色,大腦與

而章魚體內佈滿了模糊的線條。

除了這種不尋常的神經佈局和奇怪的身體自主性之外,頭足類動物還很聰明

– 非常聰明 – 這確實是章魚具有外星人般地位的真正原因。他們

與進化樹上的任何其他智慧生命相距甚遠,但仍然存在競爭

與脊椎動物的原始認知能力一樣。進化不止一次發明了智慧生命,

但兩次,以兩種完全不同的方式。

進化樹

在生命進化樹上,我們坐在哺乳動物的分支上。附近有魚,

爬行動物、鳥類、兩棲動物 – 脊椎動物更大分類的其他成員。

在這個群體中,我們看到了我們通常認為的所有“智能”生命——人類、靈長類動物、

狗、貓、海豚和一些鳥類。當我們收集這些動物並追溯到

我們的共同祖先,它可能是一種類似蜥蜴的動物,生活了大約 3.2 億年

前。像我們一樣,這種動物也有一個脊椎、四個肢體、一個頭和一個骨架。

它會四處走動,很好地適應陸地,並且有一個發達的中心

神經系統。

但為了找到我們與章魚分開的地方,我們必須沿著樹枝走得更遠

– 大約六億年前。我們在那裡發現的生物是一種簡單的扁平蠕蟲。它有過

一個極其基本的神經系統,並且對我們所認為的“智力”一無所知。

隨著進化樹的分支和分化,智慧在我們的脊椎動物分支上綻放,

在頭足類動物中則完全分開。[7] 並且,隨著頭足類動物的進化

智力

任何有智慧的脊椎動物,它們很可能是第一個有智慧的動物

出現在地球上的。

但“智力”到底是什麼?我們如何識別——甚至衡量——這樣一個

動物身上有什麼與我們如此不同的東西?

對於人類來說,智力通常被定義為抽象思考、理解、

溝通、解決問題、學習、形成記憶和計劃行動。通常是這樣測量的

通過智力測試可以給出一個數值。但是,我們無法給出一個標準化的

對章魚進行測試。我們只能觀察他們的行為。

– “它們是世界上最有趣的軟體動物

行為方面。沒有問題。”

為了更多地了解研究人員目前所了解的章魚智力的深度,我

採訪了美國大學心理學系教授 Jennifer Mather

萊斯布里奇 – 電影《我的章魚老師》的科學顧問。

“你給他們的每一項學習任務他們都能完成。短期、長期空間記憶,

物體感知。但這不僅僅是學習。他們也參與規劃。以及規劃

不是那麼明顯。

著名的例子之一就是所謂的椰子攜帶章魚。所以

章魚要去一個沒有庇護所的地方。它需要這些椰子半

跟他們。當它想停下來休息的時候,它就會把它們撿起來,像這樣帶上來

周圍。太奇妙了。”

一些科學家認為,這種行為是複合工具使用的罕見例子——一種行為

以前認為只存在於人類、一些靈長類動物和一些鳥類中。並且它可能

作為複雜智能的證據有兩個原因。首先,這個工具的使用可能代表

一種行為創新,使章魚能夠在其活動區域保護自己

否則無法隱藏。其次,由於椰子殼是運輸的,具有很大的

努力,以滿足未來的需求,這種行為可能表明章魚的計劃能力。

章魚必須想像未來,並將過去的事件和當前的事件聯繫起來

行動,以及未來的事件,這不是一個簡單的任務。

章魚在記憶力測試中也表現出色,並且可以區分不同的人,

即使他們穿著同樣的衣服。章魚也是出色的問題解決者。

例如,它們打開罐子的蓋子並打開不透明的盒子來獲取隱藏的獵物。

而且,在馬瑟教授所做的一項研究中,普通章魚也被證明可以

非常好玩。

我認為它們極具探索性,有點像一個五歲的孩子,拿東西

分開,去感受周圍的風景,只是為了獲取更多信息。

遊戲通常被定義為一種並非生存所必需的、有目的地進行的行為,

但貌似是為了享樂。該動作經常被重複、誇張和執行

當動物餵養充足、健康且沒有壓力時。

“我們認為,如果動物感到安全且感到無聊,它們就更有可能玩耍。所以我們

把章魚放在一個水族箱裡,只給它們一個藏身的地方,除此之外別無其他。然後我們得到了

一個藥瓶,裡面裝了足夠的水,但它浮在水面上。

此外,研究人員還沒有安裝一個用於水族館的進水泵。

必然是實驗的一部分。它產生了一股推動藥丸的電流

瓶子橫過水箱頂部,這引起了一些章魚的好奇心。

所以我們用六隻動物做了這個,好吧,在兩個案例中,藥瓶就像

這。章魚向它噴射出一股水流,這意味著它又回到了原來的方向。

喝水,然後又回來了。

如果章魚這樣做一次,甚至兩次,就不會有實驗意義。

但有些人多次重複這種行為,以至於無法忽視。

其中一個這樣做了,我想已經做了14次了。其中一人做了21次。

這相當於海軍陸戰隊的彈球!

除了幫助建立運動協調性之外,大多數物種都需要玩耍

社會目的——建立社會等級、學習社會規則或社交

粘合。由於其複雜性,玩耍幾乎被認為是哺乳動物的專利,

除了一些鳥類等其他脊椎動物之外。

但章魚是一種孤獨的生物。它沒有社會紐帶,沒有社會等級制度。

它讓我們重新思考遊戲的進化原因。事實上,我們對智力的大部分看法

是基於這樣的想法:它是從社會需求演變而來的。

幾十年來,科學家們一直想知道智力的起源,並嘗試過

了解為什麼某些動物進化出了智力,而另一些動物卻沒有。社會

智力假說是複雜認知進化經常受到青睞的假說。

這種觀點認為,智力是由於群體生活的需求而進化的,例如維持

複雜而持久的社會紐帶、欺騙、合作或社會學習。當大多數

我們認為聰明的動物——人類、靈長類動物、狗、海豚——開始生活在

群體中,需要更複雜的行為,因此需要更大、更複雜的群體

腦。

但是,這個理論無法解釋為什麼頭足類動物會進化出智力。不同的理論

對於這些非社會性生物來說,必須存在。

你看,我們在了解智力發展方面的一個大問題是我們知道

它來自哺乳動物、靈長類動物,我們的近親。所以我們知道這個特殊的

一系列條件使我們變得聰明。但如果我們有另一個模型,章魚,

然後我們不得不說,好吧,這些條件是社會群體的一部分,它們不是

智力所必需的。

或許,尋找食物和躲避捕食的壓力對於智力來說已經足夠了

生態智能

開花。這是生態智能假說的基礎,該假說表明

複雜的認知進化來應對與捕食、覓食和競爭相關的挑戰

壓力。當章魚在 1.4 億年前失去外殼時,也許是壓力

捕食的程度如此之高,以至於智取攻擊者成為唯一的方法

生存。

這兩種理論不是相互競爭的,而是對兩種情況的兩種解釋

生命之樹上的智慧。

章魚給了我們一個難得的機會來研究另一種智慧,一種類似外星的生命

在地球上形成,讓我們了解我們自己的認知和智力的起源

作為一個整體。我們曾經認為只有一種智力模型,現在我們知道了

至少有兩個。誰能說在這方面還能有多少

地球,還是其他地方?

但是,儘管在進化樹上離我們很遠,章魚仍然生活在同一個進化樹上。

像我們一樣進行偉大的實驗。地球、海洋和進化的旋轉輪

造就了我們倆。與其說他們是外星人,不如說他們是遙遠的、遙遠的

相對的。通過拋開我們以人為中心的智能觀點,我們能否開始清楚地認識到

看到認知的無限可能。

現代章魚的故事很久以前就開始了——那時陸地上還沒有生命。

但大約在五億年前的這個時候,海洋中開始出現生命的爆發。

這個時期被稱為奧陶紀,以其驚人的無脊椎動物多樣性而聞名。

在這些無脊椎動物中,巨大的、有裝甲的頭足類動物是王者。他們統治了

海洋中存在了大約3.6億年。化石記錄顯示了一系列令人驚嘆的生物

在這段時間裡——有些我們認識,有些我們絕對不認識。生活原本欣欣向榮,

直到有什麼東西幾乎阻止了一切。

 

 

from Real Science Youtube

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