大家都知道，章魚是一種非常聰明的動物，它們可以像人類一樣使用工具，比如拿椰子殼當(dāng)盔甲；它們具有縝密的邏輯思維，甚至被請來預(yù)測世界杯結(jié)果；它們還會和飼養(yǎng)員斗智斗勇，巧妙地選擇時機(jī)從水族館里逃跑越獄。

此外，它們的生理構(gòu)造奇特，顛覆了人類的認(rèn)知：地球生物的體型，大部分是左右對稱，而章魚卻是中心對稱；有三顆心臟、九個大腦、藍(lán)色血液，可以再生的觸手，柔軟無骨的身體，隱身、變色偽裝的能力，以及極其特殊、復(fù)雜的基因結(jié)構(gòu)，難怪總有人懷疑它是“外星生物”。正因為如此，它們也成了許多神話怪獸的原型，比如北歐神話中的北海巨妖、挪威海怪，體長為155米、體重達(dá)330噸的深海巨獸“克拉肯（Kraken）”。

幾千年來，它鬼魅的身影為人類帶來了恐懼，成了無數(shù)水手揮之不去的噩夢。同時，它柔軟無骨的身體和變色偽裝的能力也為藝術(shù)、歷史、科學(xué)乃至精神信仰帶來了無盡的靈感和素材。

章魚不是魚，與蝸牛、田螺是遠(yuǎn)親

“來者何魚？報上名來！”“我不是魚，我是章魚！”“‘外星生物’來了，快跑?！蹦憧?，在生物界混，如果不想做無名小卒，快速、準(zhǔn)確地報出自己的“姓名”就顯得尤為重要。

章魚屬于動物界、軟體動物門、頭足綱、八腕目、章魚科，下有26屬252種。

“軟體動物門”的成員，身體內(nèi)部沒有硬質(zhì)骨骼支撐，其形狀和驅(qū)動都依靠肌肉完成，例如蝸牛、田螺等都是章魚的遠(yuǎn)房表親。正因為章魚屬于軟體動物門，其身體的形狀能千變?nèi)f化，可以鉆進(jìn)小小的洞、爬進(jìn)長長的管子。

怎么理解“頭足綱”呢？請同學(xué)們摸摸自己的腦袋、捏捏自己的肚皮、拍拍自己的大腿。相信聰明的你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，人類亦或是我們熟悉的小貓、小狗，都是由頭、軀干和四肢組成的。而“頭足綱”動物（主要包括變色三兄弟：章魚、烏賊和魷魚）的頭和足是直接相連的。

值得注意的是，章魚屬于“八腕目”，它有八只長滿吸盤的腕足，因此被稱為“八爪魚”。但是它的堂兄弟烏賊和魷魚，則隸屬于“十腕目”，它們有十只腕足。同學(xué)們，如果有機(jī)會去海鮮市場，可別把它們弄混了哦。

章魚是色盲，但它會變色

科學(xué)家通過對頭足綱動物進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)它們眼睛里沒有像人類眼睛中用于形成彩色視覺的視錐細(xì)胞，因此得出結(jié)論：大多數(shù)頭足綱動物是色盲，除了黑白，根本分不清其他顏色！

最新的研究顯示，除了眼睛以外，章魚等頭足綱動物還能依靠皮膚中的感光細(xì)胞對光線和色彩進(jìn)行感知，并通過調(diào)控皮膚表層的三類變色細(xì)胞，擁有了超級變色能力。

第一層稱之為“色素細(xì)胞”，每一個色素細(xì)胞含有一個可塑性的囊體，囊體內(nèi)含有紅、黃、棕等不同顏色的蛋白。這些囊體又與放射狀肌肉相連，肌肉的收縮或放松，導(dǎo)致不同類型色素囊體的收縮與擴(kuò)張，進(jìn)而讓皮膚呈現(xiàn)出不同的顏色。不過，這種囊體收縮擴(kuò)張的機(jī)制，只能讓章魚在紅、棕、黃色之間進(jìn)行切換，跟“千變?nèi)f化”相比還是存在很大差距。

現(xiàn)在就有請第二類變色細(xì)胞——虹細(xì)胞閃亮登場?！昂缂?xì)胞”因其能夠產(chǎn)生繽紛絢麗的彩虹色而得名。同學(xué)們玩過泡泡機(jī)吧？在太陽底下，飄向空中的肥皂泡泡會呈現(xiàn)出五彩繽紛的彩虹色。這種彩虹色，是由于光線進(jìn)入泡泡后，經(jīng)歷了多次反射和折射，形成了“光的干涉”效果。類似的，科學(xué)家通過對虹細(xì)胞進(jìn)行顯微觀察，發(fā)現(xiàn)了由蛋白質(zhì)構(gòu)成的片層結(jié)構(gòu)，這些片層結(jié)構(gòu)的折射率與周圍空間存在差異，導(dǎo)致光線會發(fā)生多次折射與反射，并在虹細(xì)胞表面發(fā)生光的干涉效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生變幻無窮的彩虹色。這樣的色彩涵蓋了長波紅黃光到短波藍(lán)綠光，讓章魚具備了連續(xù)的色彩調(diào)控能力。

這樣彩虹色的變色能力是不是很神奇？那么，章魚的虹細(xì)胞又是如何形成的呢？科學(xué)家們通過DNA（脫氧核糖核酸）序列比對分析，發(fā)現(xiàn)虹細(xì)胞中蛋白質(zhì)片層的主要成分竟然來自于一種發(fā)光細(xì)菌——費氏弧菌。

章魚體內(nèi)為什么會存在細(xì)菌基因的DNA呢？在漫長的物種演化過程中，費氏弧菌先是進(jìn)入到烏賊、章魚祖先們的身體里，形成了“共生關(guān)系”：其祖先負(fù)責(zé)捕食、獲取營養(yǎng)，并且供養(yǎng)著身體里的費氏弧菌，而費氏弧菌則通過自身發(fā)光，讓其祖先在伸手不見五指的深海里獲得寶貴的光線。漸漸地，烏賊章魚的祖先們發(fā)現(xiàn)，這發(fā)光的功能可真有用！這發(fā)光的基因可太棒了！于是，在漫長的共生過程中，這些費氏弧菌基因逐漸地整合到了章魚烏賊的基因組中，并逐漸演化成能夠主導(dǎo)彩虹色形成的強(qiáng)大基因。這樣的基因漂移大法，讓我們不得不感嘆自然界的神奇與巧妙。

最后，我們再來看看最后一類細(xì)胞——白色素細(xì)胞。同學(xué)們，你們平時都用什么寫字畫畫呀？沒錯，是白紙！白紙能為各種各樣的顏料提供高對比度的襯底，讓各種顏料的色彩呈現(xiàn)達(dá)到極致。同樣的，章魚的白色素細(xì)胞也可以起到這樣的效果。

從神話故事到技術(shù)創(chuàng)新

外形詭異、千變?nèi)f化的章魚是中外神話故事和文學(xué)作品中的?？?，在人類的想象中，這種聰敏狡猾、長著八只觸手的動物簡直完美契合“外星生命”的形象。這種“外星生命”表現(xiàn)下所蘊(yùn)藏的“外星科技”，也為人類帶來了無限靈感。

根據(jù)章魚的柔性腕足，科學(xué)家和工程師開發(fā)出了可以360°自由旋轉(zhuǎn)并且抓取物體的仿生柔性機(jī)械臂，在深海和航天領(lǐng)域都極具應(yīng)用前景，既可“上九天攬月”又可“下五洋捉鱉”。

而其超強(qiáng)的變色能力更是軍事偽裝技術(shù)的期望與夢想，人們嘗試了各種機(jī)械結(jié)構(gòu)、化學(xué)材料以及電控、氣控、液控等模式復(fù)刻“變色細(xì)胞”。然而，在面對自然界的鬼斧神工時，人類暫時只能嘆為觀止，人造變色系統(tǒng)的變色能力始終無法與章魚相媲美。

小朋友們，你們想成為神奇的“章魚”博士嗎？我們期待著，未來的你，帶上好辦法來“復(fù)制”章魚千變?nèi)f化的變身大法，擴(kuò)展人類認(rèn)知的邊界。