新研究揭示野生章鱼触手的活动

你觉得自己的多任务处理能力很厉害吗？一项新研究表明，野生章鱼的触手运用能力极其复杂。八条触手的每一条都能完成任何类型的运动，但其中却呈现出清晰的模式：前触手负责探索，后触手负责支撑运动。更令人印象深刻的是，每条触手都能同时执行多个动作，并且协调多个触手，展现了章鱼在自然环境中非凡的运动控制能力。

　　

章鱼是神经系统最复杂的无脊椎动物之一，以其非凡的灵活性而闻名。它们的八条腕足使它们能够捕捉隐藏的猎物、交流、探索，甚至在不同的栖息地进行交配。

尽管章鱼的触手是自然界中最灵活的结构之一，但它们的全部运动范围很少在野外进行研究——尤其是在一系列水下栖息地。

佛罗里达大西洋大学查尔斯·E·施密特科学学院与马萨诸塞州伍兹霍尔海洋生物实验室的研究人员合作开展了一项新研究，全面探究了野生章鱼在自然栖息地中如何使用触手。通过分析不同环境下的触手运动，这是首次将触手运动与复杂的现实环境中的动物整体行为联系起来的研究。

本周发表在《科学报告》上的研究结果表明，每条手臂都能够执行所有类型的动作；然而，手臂的划分模式很明显：前臂主要使用动作来辅助探索，而后臂使用的动作主要支持运动。

此外，章鱼还表现出了非凡的灵活性——单臂可以同时进行多个手臂运动，并且不同的手臂运动可以通过多条手臂协调进行，展示了它们复杂的运动控制能力。

“在野外观察时，我们发现章鱼会使用不同的手臂动作组合——有时只用一只手臂来抓取食物，有时则使用多只手臂协同工作，进行爬行或发动降落伞攻击等行为——这是它们用来捕捉猎物的狩猎技巧，”该研究的主要作者、佛罗里达大西洋大学查尔斯·施密特科学学院海洋实验室的研究员切尔西·本尼斯博士说。

研究人员从25段视频中量化了近4000个章鱼手臂运动。这些视频记录了三种野生章鱼在六种不同的浅水栖息地（其中五种位于加勒比海，一种位于西班牙）中观察到的手臂运动。他们发现了15种行为中的12种不同的手臂动作，每种行为都涉及四种基本手臂变形中的一种或多种：缩短（手臂长度缩短）、伸长（手臂长度增加）、弯曲（手臂弯曲）和扭转（扭转）。

“当章鱼在开阔的环境中游动时，它们会巧妙地运用多条腕足来伪装自己，躲避捕食者，比如利用移动的岩石或伪装成漂浮的海藻，”本尼斯说道。“除了觅食和运动之外，腕足的力量和灵活性对于建造巢穴、抵御捕食者以及在交配时与雄性竞争也至关重要。这些多功能的能力使章鱼能够在各种各样的栖息地中繁衍生息。”

在观察到的近7000例手臂变形中，弯曲、伸长、缩短和扭转这四种变形类型在每条手臂上均有出现。然而，每条手臂的不同区域——近端（最靠近身体）、内侧（中段）和远端（末端）——被发现各自特化于特定类型的手臂变形，这反映了其功能专业化的复杂程度；弯曲大多发生在末端附近，而伸长则更常发生在靠近身体的地方。

“我坚信，无论你研究什么动物，都必须深入自然世界，尤其是它们的感官世界，”伍兹霍尔海洋生物实验室的合著者兼高级科学家罗杰·汉隆博士说道。“野外工作非常艰巨，要获得有效的自然行为数据需要很大的运气。”

本研究中的六种章鱼栖息地从光滑的沙质海底到高度复杂的珊瑚礁环境各不相同。  

“了解这些自然行为不仅加深了我们对章鱼生物学的认识，而且还为神经科学、动物行为学甚至受这些非凡生物启发的软体机器人等领域开辟了令人兴奋的新途径，”本尼斯说。

该研究的共同作者是海洋生物学家 Kendra C. Buresch、本科生 Jennifer H. Grossman 和 Tyla D. Morano，他们都来自伍兹霍尔的海洋生物实验室。

这项研究得到了 Sholley 基金会、Ben-Veniste 家庭基金会和美国海军研究办公室的部分支持。

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