加入收藏 网站地图 网站首页    
中国在线 首页
站内搜索
您的位置: 首页 >> 科技 >> 自然、地理 >> 正文
分享到:
明明不在食物链顶层,但它的智力已高到令人类无法理解!不会取代人类吧?!
2018-10-27 0:37:00           作者: 综合

undefined

▲来源:pixabay

在动物世界里,章鱼显得独树一帜。它们虽然只是软体动物,却有着超乎想象的智力水平。更为神秘的是,没有人知道它们的智力从何而来。甚至有科学家猜想,它们可能起源于地球之外……通过基因层面的研究,科学家找到了章鱼大脑复杂性的三条线索……


2008年,德国科堡市海洋之星水族馆里的工作人员遇到了一件怪事。接连两个早晨,他们上班时都发现水族馆异常安静,整个水族馆的电力系统都短路了。他们重启系统后,第二天早上迎接他们的都是同样的寂静。因此,在第三天,几个员工决定在水族馆守夜,轮流在地板上休息。

果然,罪魁祸首出现了。一只六个月大的章鱼奥托(Otto)爬出水族缸,将出水孔对准了头顶的灯。或许是灯光使它感到恼怒,或者只是出于无聊。正如主管Elfriede Kummer所言:“奥托一直渴望得到关注,它总是会有新的惊人之举。有一次,我们看到它在水缸里戏弄一只寄居蟹。”

undefined

▲章鱼哥开罐

关于章鱼恶作剧的趣闻轶事比比皆是。据报道,已经有章鱼能够走出迷宫,拧开药瓶,甚至分辨不同的人类。解决问题、使用工具、做计划……这些都是复杂灵活的智力的标志,我们通常将这些特征与脊椎动物,尤其是哺乳动物相联系。

但这些又湿又软的章鱼,是如何拥有智力的?

智力的第二种起源?

一些学者研究章鱼及其聪明的近亲——墨鱼和鱿鱼,他们提出了“智力的第二种起源”,而这是一种与哺乳动物大相径庭的奇特构造。

章鱼有一个很大的中央大脑,它的每一条触手也都有一个独特的小型“大脑”网络。它们需要协调复杂到令人难以置信的八只触手和数百个灵敏的吸盘,更不必说伪装在珊瑚礁背景中的能力了。

通过改变像素色块和纹理,以及腕足的扭曲,这些身体艺术家可以瞬间融入背景,只在威胁对手或吸引配偶时再次出现。

undefined

▲章鱼触手上密布的吸盘(来源:pixabay)

“它们的行为就像聪明的动物一样,即使他们是牡蛎的近亲,”芝加哥大学的神经学家Clifton Ragsdale说,“我想知道的是,它们是如何以区别于脊椎动物的方式组织较大体积的大脑的。”

那么,进化是如何产生这种第二种智力,也就是电影制片人Jacques Cousteau在上世纪70年代所称的“软智力”的?

过去的几年中,越来越多的学者都被这些神秘的生物吸引。自2015年以来,研究人员们已经获得了章鱼的DNA蓝图、基因组信息以供仔细研究。这些资料提供了一些引人注目的线索。

大部分脑子长在“腿”里

大约在四亿年前,头足类生物统治着海洋。这些动物因头与足直接相连而得名,它们体型巨大,甚至能够生长到6米。它们以虾和海星为食,用螺旋型的贝壳在海洋中漂浮并保护自己。

后来,鱼类的时代到来了。头足类不再位于海洋生物链的顶端。大多数有螺旋型贝壳的物种都灭绝了,现代鹦鹉螺则作为少数的例外存活至今。

但是,一些头足类生物摆脱了壳。因此,它们可以不受妨碍地探索与更聪明、灵活的鱼类竞争的方法。这些生物进化成为章鱼、鱿鱼和墨鱼——也就是我们所知的蛸亚纲。

undefined

这些生物进化中的创新令人目眩。它们的足分开,形成了八条高度灵巧的腕足,每条腕足上都有数百个吸盘,这使得它们的腕足就像拇指一样灵活。

为了说明这种灵敏,Mather讲述了一位同事的故事,他发现他的章鱼在手术后自己把缝线拆掉了。因为章鱼触手上灵活的吸盘,在章鱼大脑中插入的任何电子探针都会被快速拔出。

但对于捕食者来说,章鱼柔软的肢体是一顿美味的大餐。所以章鱼进化出了“能够思考的皮肤”,能够在0.2秒内融入背景。这些快速变色的艺术家不仅用皮肤内的色素改变自己的颜色,还能够用光滑的皮肤纹理和身体与腕足的弯曲来完成它们的表演。当它们静静地摇摆自己的两条腕足时,或许可以伪装成一棵海草。

undefined

▲擅长伪装的章鱼(来源:pixabay)

章鱼需要强大的计算能力来控制腕足、吸盘、皮肤和双眼。因此,相对于章鱼的体型,它的大脑非常大。章鱼的大脑中有五亿个神经元,是大鼠大脑中神经元数量的2.5倍。

undefined

不同动物神经元数量对比(单位为百万,从左至右依次为海蛞蝓、大鼠、章鱼与人类)

但它们大脑的解剖结构非常特殊。哺乳动物的大脑类似于一个中央处理器,能够通过脊髓发送或接收信号。

但是对于章鱼来说,只有10%的大脑处于高度集中的折叠状态,这部分大脑分为30叶,以甜甜圈状围绕食管分布。两个视神经叶占30%,剩余的60%大脑则分布在腕足中。

undefined

以腕足为例。人们认为腕足有自己的“微型大脑”,这不仅仅是因为腕足中存在神经元,还因为腕足有独立的处理能力。举例来说,章鱼在逃离捕食者时可能会自断腕足,而离体后最多十分钟内,这条腕足还能够继续蠕动爬行。

不过在2011年,日本冲绳理工学院的 Michael Kuba 及其同事通过实验证明,章鱼腕足的运动并非独立于中央大脑。更确切地说,似乎是大脑给出了高级命令,八条腕足中的一条则会自主执行任务。

聪明写到了DNA里?

undefined

在芝加哥,一位章鱼神经学家 Cliff Ragsdale 把他的注意力转向了章鱼的DNA。

2015年,通过与日本冲绳理工学院的 Daniel Rokhsar 和 Oleg Simakov 合作,Ragsdale 的实验室成功地对加亚双斑章鱼进行了基因组测序。

结果表明,章鱼有3.3万个基因,多于人类的2.1万个。但是基因数量本身与大脑的能力并没有很大联系,因为水蚤也有大约3.1万个基因。

事实上,章鱼的大多数基因与他们的近亲帽贝(一种海螺)并没有很大区别。不同基因中的一组被称为原钙粘蛋白。

这组蛋白参与了大脑环路的构建,它们允许正确的神经元相互连接。帽贝和牡蛎有17至25种原钙粘蛋白,脊椎动物有70种原钙粘蛋白,以及至少一百种相关的钙粘蛋白。这些参与回路建造的蛋白一直被认为是脊椎动物聪明的关键。

令人震惊的是,章鱼的体内含有168种原钙粘蛋白。

章鱼基因组中另一个引人注目的地方在于一组名为“锌指”的基因。这组基因编码的蛋白质可以以调节基因的转录。

帽贝有约413种锌指,人类有764种,而章鱼有1790种!或许章鱼体内丰富的锌指参与了调节大脑基因网络的工作?

现在,世界各地的团队都在进行类似的研究。章鱼软智力的神秘面纱可能很快就会被硬科学揭开。




作者:Elizabeth Finkel 文 陈德芊 编译

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
免责申明】 【打印文章
 相关文章:
[更 多]
 
最新新闻
明明不在食物链顶层,但它的智力已高
只要你守法,外国的警察温柔的不像话
华谊兄弟发布三季度报告,影视娱乐板
比“黑鸟”还快7倍!这些技术将让航
2018年全球GDP或增长4.156万亿美元,
此国没有任何领土,靠一栋租来的大厦
如果人类真的就是宇宙中唯一的文明呢
如果罗马帝国没有衰败,那纽约的帝国
热门TOP
中导条约:美国退群了,但天塌不下
全球首个超级高铁途径布达佩斯时速
“复兴号”高铁总设计师郭鹞:正设
红旗新车造型设计 将由英国人主导-
诺贝尔和平奖揭晓,这个结果应该会
美国造船业一直在衰退,为何依旧能
未来20年,中国经济速增仍有可能达
我国新型步兵战车初样车曝光 由江
     
精彩推荐

只要你守法,外国的警察温柔的不

中导条约:美国退群了,但天塌不

  
| 关于我们 | 广告服务 | 免责申明 | 网站地图 |
·主办: 中国在线 网络信息中心 旌华传媒
·官方门户: 中国在线 CNN.OOO China Online
·信箱: cn1n@163.com
·网址: www.cn1n.com  www.cnn.ooo For more information , please visit our website
·版权所有: 中国在线 网络信息中心 (C) 2005 - 2016
·备案许可: 鄂ICP备15005328号