章魚,這種在海中舞動著八隻柔軟觸手的軟體動物,長久以來不僅是餐桌上的佳餚,更是科學家眼中充滿謎團的智慧生物體。作為頭足類的一員,牠們穿梭於珊瑚礁與深海之間,展現出遠超乎人們想像的複雜行為。從神準預測世足冠軍的保羅,到能自行打開瓶蓋逃脫的個體,其驚人的智商不斷挑戰我們對無脊椎動物的既定印象,甚至被一些人戲稱為來自深海的外星人。然而,在這些令人驚嘆的行為背後,一個更深層的問題浮現:章魚有記憶嗎?牠們的記憶是如何運作的?本文將深入探討章魚的記憶能力、神經系統的獨特性,以及牠們在短暫生命中展現出的非凡智慧。
超乎想像的記憶力:短期與長期的雙重系統
科學研究證實,章魚確實擁有記憶能力,而且其複雜程度遠超預期。牠們不僅具備能夠儲存和提取資訊的短期記憶與長期記憶,甚至能透過觀察同類的行為來進行學習。這在無脊椎動物中是極為罕見的,其複雜程度在某些方面甚至能與一些哺乳動物相提並論。
實驗室中的研究為我們揭示了章魚記憶的奧祕。在經典的迷宮實驗中,章魚能夠記住正確的路線以獲取食物,並在多次嘗試後縮短完成時間,這證明瞭牠們具有學習和記憶路徑的能力。更有甚者,科學家訓練章魚辨別不同的形狀和顏色。例如,牠們可以學會攻擊某個特定圖案的物體以獲得獎勵,並避開另一個截然不同的圖案,顯示其具備視覺辨識與記憶連結的能力。
更令人稱奇的是,這些記憶並非短暫的。即使經過數周甚至數月的間隔,章魚仍然能夠記住之前學會的解決方案,這明確地指向了長期記憶的存在。這種能力對於壽命普遍不長的章魚來說,顯得格外珍貴。
分散式智慧:九個大腦與三個心臟的奇特構造
要理解章魚的記憶,就必須先了解其獨一無二的神經與生理結構。與人類大腦或其他脊椎動物高度集中的中樞神經系統不同,章魚的智慧是「分散式」的。美國的研究團隊,如希伯來大學的博士 Hochner與其合作者Nir Nesher,長期致力於研究章魚大腦的奧祕。
九個大腦的真相
所謂的「九個大腦」,更精確地說,是一個中央大腦和八個位於腕足中的「副腦」或神經中樞。章魚全身約有5億個神經細胞,其中超過三分之二都分佈在牠們的八條腕足上。這意味著每一條腕足都擁有一定程度的自主性,能夠獨立思考和行動。
中央大腦:位於頭部,負責高級決策、學習和記憶的整合。
腕足神經中樞:每一條腕足都像一個獨立的處理器,能夠處理觸覺、味覺等資訊,並執行複雜的反射動作。這些靈敏的觸角甚至被認為具有初步的思維與自我意識。科學家發現,章魚的吸盤可以自動避開自己的皮膚,這解釋了牠們的觸手為何不會互相纏繞打結。即使與中央大腦分離,被切斷的腕足在短時間內依然能對外界刺激做出反應。
這種獨特的結構讓章魚能夠同時處理多重任務,例如一邊用幾條腕足探索洞穴,另一邊的腕足則在處理捕獲到的螃蟹。中央大腦下達指令,而腕足則能自行處理細節,極大地提高了效率。
神經系統分佈
神經元數量(約略值)
主要功能
中央大腦
約1.5億
學習、長期與短期記憶、高級決策、視覺處理
八條腕足
約3.5億
獨立感知(觸覺、味覺)、複雜反射動作、自主運動控制
三顆心臟與藍色血液
章魚的循環系統同樣特殊。牠們擁有三顆心臟:
一顆主心臟(體心臟):負責將富含氧氣的血液泵送到全身。
兩顆鰓心臟:分別將血液泵送通過兩個鰓,進行氣體交換。
有趣的是,當章魚游泳時,其主心臟會停止跳動,這也是為什麼牠們更偏好在海床上爬行的原因,因為這樣比較不耗費體力。牠們的血液之所以呈現藍色,是因為其中攜帶氧氣的蛋白質是血藍蛋白(Hemocyanin),富含銅離子,而非人類血液中含鐵的血紅蛋白。血藍蛋白在低溫、低氧的海洋環境中,輸送氧氣的效率更高。這種特殊的循環系統,與其近親魷魚等其他頭足類生物有相似之處,但章魚的行為模式使其更加獨特。
學習、模仿與情感:智慧的多元展現
章魚的智慧不僅僅體現在記憶力上,更展現在牠們多樣的學習方式和複雜的情感表達上。
觀察學習與工具使用
牠們是世界上少數被證實能夠進行觀察學習的無脊椎動物。在實驗中,一隻章魚透過觀察另一隻章魚解決問題(例如打開一個裝有食物的罐子),自己也能更快地學會同樣的技巧。這種學習模式通常被認為是高等智慧的標誌。
此外,野生章魚還被觀察到具有使用工具的行為。例如,條紋蛸(Amphioctopus marginatus)會攜帶椰子殼作為移動避難所,在平坦的沙地上提供保護。這顯示牠們具備預見未來需求並利用環境物件的能力。
強烈的好奇心與鮮明的個性
在許多紀錄片或youtube影片中,都能看到牠們驚人的表現。水族館的工作人員經常回報章魚展現出的強烈好奇心和惡作劇行為。牠們會觀察人類的活動,甚至會因為不喜歡某個特定的燈光而朝其噴水,導致電路短路。這些行為顯示了牠們不僅有解決問題的能力,還有自己的好惡。
更有趣的是,章魚似乎還會「記仇」。作家賽伊·蒙哥馬利(Sy Montgomery)更在其獵戶座雜誌(Orion Magazine)的文章中,生動記錄過一隻名為「杜魯門」的章魚,牠會持續地向一位牠不喜歡的志工噴水。即使那位女士離開了幾個月後再次回來,杜魯門依然認得她,並立刻朝她噴水,顯示其記憶不僅僅是關於任務,也包含了對特定個體的識別與情感連結。
短暫生命中的智慧火花
章魚的平均壽命非常短,大多數物種只能存活一到兩年,即使是體型巨大的北太平洋巨型章魚,壽命也僅約三到五年。牠們的生命週期通常在繁殖後迅速走向終點。雄性在交配後不久便會衰老死亡,而雌性則會窮盡最後的生命力守護牠們的卵,直到卵孵化後才死去。
這就引出了一個演化上的謎題:既然生命如此短暫,無法將學到的經驗傳承給下一代,為何章魚還需要演化出如此複雜的大腦和卓越的記憶與學習能力呢?牠們的智力演化過程,在分子層級上與人類大腦展現出驚人的趨同演化現象,這讓科學家對智力的起源有了新的思考方向。不同種類的章魚,其壽命大小雖有差異,但普遍短暫。
科學家推測,這可能與牠們独特的生活方式有關。作為身體柔軟、沒有外壳保護的掠食者,章魚必須在充滿危險的海洋環境中靈活應對。卓越的偽裝能力、快速的學習與記憶,以及解決問題的智慧,都是牠們為了生存而磨練出的利器。每一天,牠們都可能面對新的捕食者和獵物,因此快速適應環境的能力至關重要。
常見問題
Q1:章魚真的有九個大腦嗎?
這是一種較為通俗的說法。準確來說,章魚有一個位於頭部的中央大腦,以及八個分佈在每條腕足中的大型神經節或神經中樞。這些腕足神經中樞賦予了腕足高度的自主性,可以獨立處理感知資訊並執行動作,但最終的學習和高級決策仍由中央大腦主導。
Q2:章魚的記憶能持續多久?
研究顯示,章魚的記憶可以持續數周甚至數月。考慮到牠們普遍只有一到兩年的壽命,這已經是相當長的記憶時間了。牠們能夠記住解決複雜問題的方法、辨識特定的人類個體,並記住對牠們友善或不友善的對象。
Q3:為什麼章魚的血液是藍色的?
章魚的血液中用來輸送氧氣的是富含銅離子的「血藍蛋白」,而非人類血液中含鐵的「血紅蛋白」。當血藍蛋白與氧氣結合時,會呈現藍色,因此牠們的血液是藍色的。這種蛋白質在低溫、低氧的海洋環境中傳輸氧氣的效率更高。
Q4:章魚會感到疼痛或有情緒嗎?
章魚擁有極其複雜的神經系統,科學界普遍認為牠們能夠感知疼痛。牠們的行為,如避開傷害性刺激、照顧傷口等,都支持這一觀點。至於情緒,雖然難以用人類的標準去定義,但牠們表現出的好奇心、遊戲行為、以及對特定個體的持續性反應(如「記仇」),都顯示牠們可能擁有某種形式的內在情感狀態。
總結
章魚不僅僅擁有記憶,牠們的記憶系統更是生物演化中的一個奇蹟。從分散式的神經網絡、能夠独立思考的腕足,到複雜的長期記憶和觀察學習能力,章魚在各方面都展現了令人驚嘆的智慧。牠們的藍色血液在三顆心臟的驅動下,支持著這個在海洋中短暫卻精彩的生命。儘管牠們的智慧火花隨著生命的終結而逝去,無法直接傳承,但正是這種為適應嚴峻環境而生的非凡認知能力,讓章魚成為了地球上最迷人、也最神祕的生物之一。儘管牠們通常被視為獨居生物,但近年研究也發現部分章魚物種存在著複雜的社群互動。下一次當您在水族館或影像中看到牠們時,不妨多一分敬意,因為您所凝視的,是一個擁有深邃智慧的海洋心靈。
資料來源
章魚| PengHu Aquarium – 澎湖水族館
章魚:地球上的異形大腦
以色列研究人員發現章魚具有令人敬佩的認知能力