章魚(攝影/Diane Picchiottino,圖片來源/ Unsplash)

【書摘】章魚哥真的很聰明?會脫逃還會走迷宮 探索頭足類的心智演化之謎

今年國際體壇最大的盛事,應該就屬年底的世界足球賽。說到世足賽,大家還記得成功預測賽事結果的章魚保羅嗎?2010年,保羅預測世足賽結果,正確率達到百分之百,這讓「章魚哥」的名聲享譽世界。

科學家早已發現,頭足類擁有驚人的心智能力,牠們的偽裝絕技讓人嘖嘖稱奇,無論視角如何變化,牠們都可以認出同一個物體,另外牠們還會主動探索環境,有玩樂行為。章魚哥真的那麼聰明嗎?除了預測賽事外,牠們還會做哪些新鮮事?請跟著科學家一起潛入大海,瞭解頭足類歷經數億年的心智演變奧祕。

(以下內容摘自《章魚,心智,演化──探索大海及意識的起源》一書,由紅樹林出版授權轉載。文中小標由《上下游》另行編輯,與原書無涉,更多精彩內容請詳見該書。)

章魚的眼睛總是表現地若有所思。(攝影/Diane Picchiottino,圖片來源/ Unsplash)

手指對腕足 與章魚四目接觸

你感到有什麼東西非常專注地看著你,但你看不到牠們。然後你注意到這是什麼了,並且被牠們的眼睛所吸引。這動物的大半部分似乎根本沒有明確的形狀。你唯一可以聚焦的地方,是牠很小的頭和兩隻眼睛。牠的顏色和周圍的海草完全相仿,除了皮膚上有些微小的塔狀突起,而這些突起的尖端,幾乎和海綿一樣都是橘色的。你朝牠靠過去,最後牠抬起頭,噴射離開。

第二次與章魚接觸,你停在巢穴前,與牠倆倆相望。這隻體型很小,跟網球差不多大。你伸出手,並順勢遞出一根手指頭,牠慢慢地露出一個腕足,伸向你。吸盤緊緊吸住你手指的皮膚,這感覺令人不安。在固定好吸盤後,牠拖曳你的手指,藉此輕輕地拉動你。這個腕足的十來個吸盤上,有數百個感應器。牠一邊拖著你的手指,一邊感覺它的味道。這個腕足因為有神經元而相當活躍,是一處神經活動的地方。腕足後方,一雙大大的圓眼自始至終都盯著你。

腦容量並非智力的關鍵條件

大腦的絕對大小是重要的,但一般認為大腦相對於體型的比例(相對大小),能提供更多資訊,能告訴我們一隻動物對大腦的「投資」有多少。章魚的分數很高,大致落在脊椎動物的範圍內,但沒有哺乳動物那麼高。不過生物學家認為這些關於尺寸的評估,只是了解動物腦力非常粗略的線索。最近關於動物智力的研究顯示,某些鳥類不可思議的聰明,特別是鸚鵡和烏鴉。鳥類的腦很小,但腦力高得驚人。

嘗試比較不同動物的腦力時,還會遇到另一個問題:沒有一個量表可以有意義地量測智力。因為動物的生活非常不一樣,所以各有所長,這相當合理。一種動物可能具有較好的感官,另一種則是學習能力較為卓越。

章魚的心智能力卓越,許多行為表現讓人類嘖嘖稱奇。(攝影/Qijin xu,圖片來源/Unsplash)

章魚的神經元多集中在腕足

要比較頭足類與哺乳類,難度很高。章魚和其他頭足類都有非常好的眼睛,這些眼睛構造的基本設計跟我們一樣。兩種大型神經系統的演化實驗,都具有類似的觀看方式,不過在眼睛下方的神經系統則以截然不同方式組成。

生物學家在檢視鳥類、哺乳類,甚至是魚類時,能夠將一種動物大腦的許多區塊,在另一種動物腦內找到對應之處。脊椎動物的大腦都有一套共同的藍圖。然而在比較脊椎動物與章魚的大腦時,所有的對應都不存在。牠們的大腦和我們的之間,沒有任何相對應的部位。事實上,章魚大部分的神經元並沒有聚集在大腦,而是位於腕足。

脫逃、關燈、走迷宮 章魚本事真不小

章魚在實驗室進行測試時,表現相當不錯,不過當然沒有愛因斯坦那樣的高智商。牠們可以學會穿越簡單的迷宮,可以使用視覺提示來判定自己曾位於兩種環境中的哪一種,然後選取正確的路線,走到目的地。牠們可以學習轉開罐子,獲取裡面的食物。

關於章魚的奇聞軼事中,最著名的橋段就是關於脫逃和盜竊的故事:水族館的章魚會為了食物在晚上突擊隔壁水族箱。儘管這些故事相當吸引人,但這並不意味著章魚具有高智商。相鄰的水族箱跟潮池沒有太大的差別,只不過進出時要多費點勁。

我個人覺得有個行為更耐人尋味:至少有兩間水族館的章魚,學會在沒有人觀看的情況下,朝著燈泡噴水,造成電線短路,達到關燈的目的。紐西蘭的奧塔哥大學被迫野放這隻章魚,因為維修經費太過高昂;德國的實驗室也遇上同樣的問題。這種作法看起來很精明。

然而,我們也有另一種比較平凡的說法。正如同彼得.杜斯所發現的,章魚不喜歡明亮的燈光,會向各式各樣惹惱牠們的東西噴水,所以朝燈泡噴水也許根本就不需要額外的解釋。此外當附近沒有人時,章魚比較會離開巢穴,漫遊到特定目標,再朝著目標噴水。

章魚的脫逃事件時有所聞,證明牠們的確有特殊的思維。(圖片來源/Pixabay)

適應新環境能力強 也能快速辨識人類

這個例子說明了一個更普遍的事實:章魚有能力適應圈養的特殊情況,並且與人類產生互動。野生章魚是獨居動物。一般認為大多數章魚物種都沒什麼社交生活。然而牠們在實驗室中,通常很快就能明白在新環境中要如何生活。

例如,長久以來就知道圈養的章魚可以識別飼育人員,並且對他們展現不同的行為。多年來,許多實驗室都傳出這樣的事情。大家最初似乎只將這一切當成奇聞軼事。就在紐西蘭那間遭遇「熄燈」的實驗室,一隻章魚無來由地討厭某位實驗室人員,只要那個人經過水族箱,頸部後方一定會遭到將近兩公升的水襲擊。加拿大達爾豪斯大學的雪萊.阿達莫(Shelley Adamo)在實驗室養了一隻會對所有新訪客噴水的烏賊,但不會朝經常出現的人噴水。二○一○年的一項實驗證實,巨型太平洋章魚確實可以辨別人類個體,即使穿著制服也能夠區分。

腕足有主見 不受大腦控制

頭足類大部分的神經系統都不在大腦內,而是遍布全身。頭足類大多數的神經元都位於腕足,數量幾乎是中央大腦的兩倍。腕足有自己的感應器和控制器,不僅具有觸覺,還可能透過嗅覺或味覺感知化學物質。章魚腕足的每個吸盤可能都含有約一萬個神經元,用來處理味覺和觸覺。即使手術切下的單個章魚腕足,也可以執行各種基本動作,例如觸摸和抓握。

章魚的大腦和腕足之間存在著怎樣的關係?早期的研究同時探討章魚的行為和解剖構造,讓人覺得腕足具有相當的獨立性。每個腕足的內部協調可以說是相當優雅。當章魚拉起一塊食物時,產生抓握動作的腕足會發出兩波肌肉的活化運動,一波從尖端向內,另一波從腕足基部向外,在兩波相遇的地方會形成類似手肘的臨時關節。

章魚腕足的吸盤內有非常多的神經元(圖片來源/Pixabay)

以體色變化達到偽裝、溝通及求偶目的

頭足類體色變化的原始功能以及其演化出來的原因,應當是為了偽裝。由於頭足類放棄了外殼,開始生活在充滿尖牙利嘴的海中,偽裝是一種防止被吃的方法。偽裝與發送訊號恰好相反;前者變化顏色是為了不被看到或遭到辨識。接著某些物種出現了訊息傳遞,原本偽裝的機制就這樣成了溝通和廣播的方式。如今變化顏色和圖案的目的,是為了要被看見、被注意,不論是傳遞給敵手,還是潛在的伴侶。

介於偽裝和發送訊號之間的,則是「示警」(deimatic)展示。這些是在逃離掠食者時,經常產生的戲劇性圖案。一般推測這種將突然改變體色或讓自己看起來很怪異,是為了驚嚇或混淆掠食者,讓其停頓或是分心。在這樣的狀況下,這樣的展示理應是要引起注意,但沒有要發送訊息給接收端,可能僅是要達到混淆或干擾的目的。

在交配期間,雄性的巨型烏賊會進行儀式性展示,包括精湛的體色展示,佐以複雜的體態扭轉。在澳洲南部海岸懷阿拉 (Whyalla)這個工業小鎮附近,可以很明顯地觀察到這些求偶行為。每年冬天,數以千計的巨型烏賊聚集在此交配和產卵。沒有人知道為什麼牠們會選擇這個地方,但總之這裡是觀察頭足類釋放壯觀訊號的好場所。

《章魚,心智,演化》帶大家進入神秘的頭足類世界。 (紅樹林出版提供)

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