在很多人口中,章鱼都被称为“外星生物”,因为它的身体结构实在太特殊了。
更加神奇的是,如果章鱼想品尝一种食物的味道,完全不需要放到嘴里,只需要通过触手就可以完成。你能想象到你用自己的手臂就能品尝味道吗?章鱼能。当它们想要品尝某个物体时,就会用自己不计其数的吸盘进行试探。科学家曾经也没有想到,章鱼竟然在这个过程中就已经尝到味道了。
最近,科学家们终于搞清楚了章鱼品尝味道的秘密,解开了这个“特异功能”的未解之谜。
来自哈佛大学的分子生物学家Lena van Giesen和他的同事们在对加州双斑章鱼(Octopus bimaculoides)进行研究的时候,在它的吸盘皮肤中发现了一些特殊的化学感觉细胞而这种细胞和我们体内的嗅觉和味觉感受细胞一样,都可以通过味道的形式检测到一些分子的存在。
(图片说明:一跃而起的加州双斑章鱼,迅速捕捉猎物,并利用触手和吸盘感受猎物的味道)
这些化学感觉细胞都带有很细的末梢分支,可以持续发出紧张性(tonic)信号。不过,就像我们的舌头一样,它们需要足够近距离的接触才能够感受到味道。不过,只要接触到,它们就能够对许多味道做出反应,比如包括它们自己在内的头足类动物所喷射出墨汁里的化学成分、或者一些有毒生物的危险信号等等。
分子生物学家Nicholas Bellono是本次研究的参与者之一,他介绍说:“这对于章鱼探测隐藏在海底缝隙或者它的传统感觉器官鞭长莫及的区域的猎物来说,是非常有帮助的。”
(图片说明:实验中一只章鱼“品尝”盘子的味道)
不仅如此,在研究之前,研究人员预测能够在章鱼吸盘内发现更为常见的机械感觉细胞,它们的特点就是末端分支相对更粗一些。果然,在对吸盘进行研究的过程中,他们真的发现了这样细胞。它们发射的信号和前者的紧张性信号恰好相反,是时相性(phasic)信号,并且只在刚开始接触的时候发射。
时相性信号可以帮助章鱼分辨自己正在触摸的物体到底是没有生命的物体还是正在挣扎的猎物,因为如果它们抓住的是活着的猎物,那么猎物在挣扎过程中就会不断地和一部分章鱼吸盘分离,然后重新接触,这就可以不断地给章鱼传递时相性信号。反之时相性就会很快消失,章鱼就知道自己抓住的物体没有生命。
研究人员在论文中表示:“我们发现,仅仅通过常规的触摸,章鱼就能够对它们周围的环境进行探索,这些动作通过接触不同的(触发化学感觉受体的分子)而发生改变。”
研究人员还发现:一些化学触觉(chemotactile)细胞对于鱼或者螃蟹的提取物非常敏感,这证明它们意识到了自己手上的可能是一顿丰盛的晚餐。
他们认为:这只是这些细胞的功能之一。更重要的是,它们可以感受到章鱼最讨厌的味道。凭借着这个功能,章鱼可以敏锐地察觉到躲在暗处的天敌的存在,及时抽身离开,防止自己被吃掉。
Bellono表示:这样的发现还是令他们感到有些惊讶的,因为长期以来,科学家都认为这些生物是通过溶解在水中的化学物质来探测远距离的信号的。而他们的研究则暗示我们:章鱼或者其他一些水生动物也可以通过依赖于接触的方式感受到一些溶解性较差的物质,实现同样的功能。
虽然本次研究取得了相当的进展,但是没有参加本次研究的加州大学生物学家Rebecca Tarvin却指出:研究团队选择的三种动物是三种不同的章鱼,但同属于头足类动物的乌贼却并没有表现出类似的靠吸盘来品尝味道的能力。
Bellono也承认:“我们确实非常感兴趣,想知道这种独特的感觉运动系统是如何在其他头足类生物中进化的。”对于头足类生物这种器官的进化、生理学和使用方面,还有许多问题需要去研究。
他们也从基因方面进行了研究,找到了几个和这种味觉细胞相关的基因。但是他们相信,还有更多的相关基因没有被发现,他们推测大概有100个。
Bellono指出:章鱼触手上的这些“迷你大脑”一定具有着超凡脱俗的能力,使它们能够通过这么多高度专业化的受体中筛选出信息来。但另一方面,这或许也解释了为什么章鱼体内2/3的神经元都分布在触手上。
这么看来,章鱼果然和其他动物大不相同,它们的触手绝不仅仅要完成运动的功能,还要充当舌头、大脑等多方面的角色。而这样神奇的器官,每一只章鱼都有八个……
自然界总是会用各种各样神奇的现象来震撼我们,这一次它将自己的鬼斧神工体现在了章鱼身上。生命本来就是奇迹,章鱼可以说是奇迹中的奇迹,难怪网上会戏称它是“外星生物”。我们未来还会看到章鱼哪些“特异功能”呢?没有人知道。不如我们等着科学家更多的发现,再来震撼我们一次吧。
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为什么很多科学家,都认为章鱼是属于外星生物?
1. 章鱼,这个海洋中的神秘生物,其独特的外形和行为特征,常常让人们联想到外星生物。
2. 一些科学家甚至认为,章鱼可能是外星生物,这一观点在公众中引起了广泛的讨论。
3. 要理解这一观点,我们首先需要了解什么是寒武纪生命大爆发。
4. 寒武纪生命大爆发是地球生命史上一个重要的时期,距今约5.42亿年至5.3亿年,这一时期地球上的无脊椎动物种类繁多。
5. 然而,寒武纪之前的地层中,并没有发现这些无脊椎动物祖先的化石,这表明寒武纪生命大爆发是一个突然的现象。
6. 寒武纪时期的生物数量和种类突然增多,生物的复杂度也显著提升,这一现象一直困扰着科学家们。
7. 达尔文在《物种起源》中提到这一事件,但他无法给出解释,他认为将来一定有人能够用这一事件来反驳进化论。
8. 近年来,一些科学家提出了一个新的假设,即寒武纪生命大爆发可能与外星生命的参与有关。
9. 这些科学家们以章鱼为例,指出章鱼的特殊形态和生活习性与其他海洋生物有很大的不同。
10. 章鱼是软体动物,但与其他软体动物如蜗牛、田螺不同,它拥有八条长长的触手和一个大的头。
11. 章鱼的触手上遍布了神经网络,使得它的中枢大脑能够更灵活地控制所有的触手,对外界刺激作出反应。
12. 章鱼还能够改变外表的颜色来伪装自己,并且可以在短时间内学会使用某种工具,还能从一个容器中逃脱出来。
13. 章鱼体内的蛋白质编码基因数量多达3.3万个,比人体内的蛋白质编码基因数量还要多。
14. 章鱼还能够直接指挥RNA生成蛋白质,这一技能在哺乳动物中是先由DNA控制,然后由RNA传递信息,最终才促使蛋白质的生成。
15. 这些特殊的特征使得章鱼与其他海洋生物有很大的差异,引发了科学家们对外星生命起源的思考。
16. 虽然目前还无法证明章鱼的真正起源,但未来的研究可能会为解开这个谜团提供更多的线索。
为啥越来越多的科学家认为章鱼可能不是地球的生物?
科学家们只是说章鱼这种生物比较独特,看起来甚至像外星生物。章鱼毫无疑问是地球原产的生物,和人类一样。
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章鱼这种生物是比较奇特的,它们浑身都是软体,长着8条比较长的腕足,腕足上长满吸盘,可以靠着吸盘吸在洞穴内部将自己固定住,背后内部残留有贝壳,靠着触手的摆动游泳;长着3个心脏,一个和哺乳动物有点像,长在身体中间,另外两个类似于鱼的鳃,可以过滤水中的氧气供给全身;具备很好的伪装能力,可以拟形、拟色伪装,因此也是一种捕猎高手;眼睛奇大,除了视力不错还有测温功能,可以侦测海洋中的恒温动物,因为很多海洋哺乳动物都会以章鱼为食物,这有利于它们及时发现天敌;
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章鱼没有脊椎动物这样发达的大脑,但是每个触手都可以活动,触手中有丰富的神经,它们的“脑子”位于(其实章鱼也没有胸,大概位于眼睛和触手之间的位置),虽然这个神经团的构造简单,但是它们却有很好的观察能力,相当会观察外界的环境,将它们塞进罐子、盖上瓶盖,它们会自己在里边旋转打开盖子逃脱;拥有两个记忆系统,一个是正常大脑工作的记忆系统,一个是带有吸盘连接的记忆系统;外形像很多科幻电影中的触手类的外星生命(其实是电影借鉴了章鱼的模样幻想出外形,但这一点又反过来影响很多人的观念);
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章鱼怪异的形象和行为特征使它们看起来比较奇特,但是软体动物的发源历史相当久远,早在近6亿年之前,海洋中就出现了第一批软体动物,因为缺乏骨骼系统难以留下完整的化石,但是也有印迹化石,可以看出那时的软体动物的构造还比较简单,运动模式就也比较简单,而它们可能就是现在所有海洋软体动物的祖先,包括章鱼在内。
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而章鱼奇特的外表之下也隐藏着类似于现代脊椎动物的地方,具备肝脏、胰脏、心脏等器官,而且最重要的是章鱼的物质组成、生殖方式、基因的密码子等都和其它地球生物是同样的运行方式。只不过章鱼的基因数量甚至比人类还多,人类的基因数量才25000左右,而章鱼的基因却达到33000万左右,而且章鱼基因还有一些奇特的行为,基因里充满了转座子,这些基因可以在基因组里重新排列,使得章鱼对于突变的环境有很好的适应性。
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章鱼的这些特征都相当独特,不同于绝大多数的地球生物,使得科学家惊叹“不像地球生物”,但可从没科学家说过章鱼是外太空生物。章鱼在漫长的进化历程中,生了26属252种不同的章鱼,而这也是它们适应地球环境演化的结果,很显然章鱼也是地球生物,只是比较奇特,但换句话说哪个地球生命不奇特?