简介
章鱼是软体海洋动物,属于头足类动物,这个类群还包括鱿鱼和乌贼。目前已知约有300种章鱼,它们生活在世界各地的海洋中,从温暖的热带珊瑚礁到冰冷的深海都有分布。章鱼是无脊椎动物,意味着它们完全没有骨骼,这使它们能够挤过极其狭窄的空间。章鱼被广泛认为是地球上最聪明的无脊椎动物,能够解谜、使用工具,甚至识别个别人类的面孔。尽管拥有如此卓越的能力,大多数章鱼的寿命却出奇地短,通常在一到五年之间,具体取决于物种。
章鱼有一个圆形袋状的身体,称为外套膜,八条灵活的触手,以及两只赋予它出色视力的大眼睛。由于没有骨骼,章鱼可以将整个身体压扁和重塑,穿过比其坚硬喙部更宽的任何缝隙——喙是它身体上唯一坚硬的部分。那个喙位于触手汇聚处,形状类似鹦鹉嘴,足以撬开螃蟹和蛤蜊的壳。大多数章鱼体型从几厘米到约一米不等,但太平洋巨型章鱼的触手从尖端到尖端可以延伸达五米,重达45千克以上。它们的皮肤上覆盖着特殊的细胞,能在一瞬间改变颜色和质地,使章鱼成为海洋中视觉上最引人注目的生物之一。

章鱼最非凡的特征之一是它的循环系统和神经系统。章鱼有三颗独立的心脏:两颗较小的鳃心负责将血液泵送过鳃以获取氧气,而一颗较大的中央心脏则将含氧血液输送到身体其余部位。有趣的是,当章鱼游泳时,中央心脏实际上会停止跳动,这就是为什么章鱼更喜欢沿着海底爬行而不是长距离游泳。它们的血液是蓝色而非红色,因为它们使用一种含铜分子——血蓝蛋白来携带氧气,在寒冷、低氧的水中比含铁的血红蛋白效果更好。更令人惊叹的是,章鱼有九个大脑:头部一个中央大脑,加上八条触手中各有一个神经元集群,使每条触手都能独立品尝、触摸和做出反应。
章鱼的每条触手上都有数百个强力吸盘,可以同时抓握、品尝和嗅闻。由于每条触手内都有神经元集群,触手可以相当独立地运作,因此章鱼可以用一条触手探索缝隙,同时用另一条撬开贝壳。科学家观察到章鱼从内部拧开瓶盖、穿越复杂迷宫,甚至堆叠岩石在洞穴外建造庇护所。在实验室实验中,章鱼通过观察其他章鱼来学习解决问题,这在无脊椎动物中极为罕见。有些物种,如纹章鱼,会沿海底携带椰子壳片,当受到威胁时将它们拼合成一个防护性庇护所,这是任何无脊椎动物中最明显的工具使用例子之一。
章鱼是整个动物界最出色的伪装艺术家之一。它们的皮肤含有数千个微小的色素细胞,每个细胞充满不同颜色的色素,可以在毫秒内扩张或收缩。色素细胞下面有反光细胞(虹色素细胞)和散射光线的细胞(白色素细胞),它们共同创造出令人难以置信的色彩、图案乃至质地范围。章鱼可以完美模仿沙子、珊瑚、岩石或海藻的外观,使自己对鲨鱼等天敌和猎物几乎隐形。拟态章鱼将这种技能发挥到极致,通过改变身体形状和动作来模仿其他动物,包括狮子鱼、比目鱼和海蛇。
当伪装不够用时,章鱼还有几个备用逃脱方案。它们最著名的绝技是从鳃附近的特殊腺体喷出一团浓密的黑色墨汁,令天敌困惑,为章鱼争取逃跑时间。墨汁含有一种叫做酪氨酸酶的化合物,能刺激天敌的眼睛并削弱其嗅觉,使追踪逃跑的章鱼更加困难。章鱼通过喷射推进逃跑,将水吸入外套膜,然后通过一根叫做水管的肌肉管道将水排出,以高速向后弹射。如果天敌抓住了一条触手,章鱼可以主动截断它;被截断的触手继续扭动,分散攻击者的注意力,而章鱼则趁机逃脱,随后触手会完全重新长出。
章鱼的生命周期充满戏剧性,在许多方面也令人感伤。交配后,雌章鱼会产下数千枚细小的卵,通常将它们串成簇,固定在洞穴的天花板上。然后她会不断守护和清洁这些卵,轻轻向卵上吹水以保持其氧气供应,在此期间她完全停止进食,这个过程可能持续数周甚至数月。当卵最终孵化时,微小的幼体漂入开阔的海洋成为浮游生物,只有一小部分能活到成年。母章鱼因长期守护而筋疲力竭,在卵孵化后不久便死去。雄章鱼也在交配后不久死亡,这意味着章鱼一生中只繁殖一次,科学家将这种策略称为一次繁殖性。
科学家研究章鱼以了解智力、进化和神经系统。由于章鱼的大脑与哺乳动物的大脑完全独立进化,研究它们的思维方式有助于科学家理解自然界中智力是否存在不同的发展途径。章鱼还启发了工程师和机器人研究人员,他们正在建造以章鱼无骨触手为模型的柔性机器人。研究人员发现章鱼能编辑自身的RNA——细胞内携带遗传指令的分子,这在动物界极为罕见,可能带来医学上的新发现。章鱼再生失去触手的能力是另一个活跃的研究领域,因为了解章鱼如何重新生长复杂组织,有朝一日可能帮助科学家开发出更好的人类损伤治疗方法。从深海到实验室,章鱼不断给我们带来惊喜,教会我们生命世界中的无限可能。