2014年9月23日 星期二

章魚為何不會吸住自己

):章魚為何不會吸住自己

章魚或許可以算得上是最聰明的無脊椎動物之一,可它並不總是完全知道自己的觸手在做什麼。所以對它們而言,能不被自己纏住就可以算是一大成就瞭。然而它們另一項不小的成就則是不被自己的吸盤緊緊吸住。

5月15日出版的《現代生物學雜志》(Current Biology)所刊登的一項研究揭示瞭其中優雅而又簡單的原理。

章魚的吸盤十分有力,可以牢牢吸住幾乎任何類型的表面,無論是光滑的還是粗糙的,堅硬還是柔軟的。實際上,研究人員在文中提到:"排列在每條觸手上的數百個吸盤會吸住任何與之接觸的物體。"這可能會讓章魚陷入一個尤為糾結的境地。或者正如研究人員準確描述的那樣:"吸盤作出的吸附反射會導致許多意料之外的粘連,從而產生很大的問題。"

和觸手類似,章魚吸盤的神經支配似乎也相對自主。所以不同於人類利用大腦發出指示,章魚依靠的是就近的神經束來處理信息和控制活動。這樣一來就產生瞭一個問題:章魚怎麼樣才能分辨活蹦亂跳的魚和它自己?

為瞭弄清這一問題,耶路撒冷希伯來大學(Hebrew University of Jerusalem)的研究者們對章魚的斷肢進行瞭研究。(註意:從現在開始會有一點點殘忍。)

章魚常常為瞭交配或逃避捕食者而丟棄自己的觸手,這些觸手通常是可以再生的。有時在超過一個小時的時間裡,斷開的觸手依然可以保持活躍並對外界刺激作出反應。研究小組註意到,章魚的斷肢可以吸住幾乎所有東西——除瞭自己或其它章魚的皮膚。

章魚的斷肢甚至沒法吸住覆蓋有章魚皮膚的培養皿。如果培養皿隻有一半被章魚的皮膚覆蓋,那觸手隻會吸住沒有被覆蓋住的那半部分。在該實驗的後一種情況中,兩個相鄰的吸盤,如果一個迅速吸住塑料培養皿,另一個就會靈活避開,所以研究人員猜想或許每個吸盤都能單獨對皮膚中的某種物質作出反應。

另一個實驗進一步支持瞭這一想法,截斷的觸手可以吸附在另一條剝掉瞭皮膚的觸手上——但吸力比正常情況下有所降低。接著研究人員將章魚觸手的提取物覆蓋在培養皿上,結果發現,雖然章魚的吸盤會吸附上去,力量卻十分微弱。

"面對這個貌似十分復雜的問題,章魚竟找到瞭如此簡單而明智的辦法,為此我們感到十分吃驚,"這項研究的共同作者、希伯來大學(Hebrew University)的研究員Nir Nesher在一份事先準備好的聲明中說道。

"目前為止,實驗結果第一次顯示章魚的皮膚可以防止章魚吸住彼此,或是吸住自己,"研究者們在文章中寫道,這也暗示著其中的機理或許和一種化學物質有關。

然而,章魚的吸盤並不是完全自主的。我們已經知道瞭章魚常常會互相捕食。要是他們的吸盤完全無法吸住對方,他們又如何才能捕食對方呢?事實上研究者們發現活的章魚可以抓住斷瞭的觸手。研究者們在文章中指出,這一現象表明"中樞神經的控制可以蓋過周圍神經的支配。"然而,章魚在對待自己的斷肢和其它章魚的斷肢時會有所區別。研究者提到:"令人驚奇的是,章魚似乎能夠辨認自己的斷肢,因為它們經常吃別人的斷肢,而不是自己的。"這項新發現也可能會在未來的機器人身上派上用場——尤其是那些從章魚的身體結構中汲取瞭靈感的機器人。研究的共同作者、實驗室負責人Binyamin Hochner在一份事先準備好的聲明中說:"我們希望,也相信這一機制可以在新型機器人和他們的控制系統上大顯身手。"到時候我們可以把這一機制稱為"章魚吸盤觀"。



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