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研究表明:章鱼伪装的代谢成本高昂,只有在必要时才会使用

众所周知,章鱼是掩盖和伪装的大师。受惊的章鱼甚至可以在你的注视下完全消失,完美地变成珊瑚覆盖的岩石或完全的另一种海洋生物。

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这是动物王国中最壮观的把戏之一,但新的研究表明,它的实现需要付出沉重的代价。

改变颜色的代谢成本可能相当高——对于章鱼来说,尽可能隐藏可能更有利,但只有在没有其他选择的情况下才使用伪装。

美国沃拉沃拉大学的生物学家索菲·索纳 (Sophie Sohner) 和库尔特·翁谢克 (Kurt Onshek) 写道:“我们的研究结果表明,章鱼的有色体系统具有非常高的代谢需求。”

“由于神经和肌肉系统的参与,头足类动物的颜色变化可能是最消耗能量的颜色变化形式之一,因此我们的估计可能代表了动物界颜色变化成本的上限。”

许多动物会因各种原因改变颜色,包括交流、体温调节或伪装。

头足类动物和变色龙等动物所表现出的主动伪装需要能量才能完成,但这种策略足以成功地进化多次。

章鱼所表现出的主动伪装能力是无与伦比的,但我们不知道章鱼需要多少时间才能改变颜色,在某些情况下还改变纹理。

因此,Sona 和 Onshek 试图利用从东太平洋红宝石章鱼(Octopus rubescens)身上取下的皮肤进行研究。

这些皮肤样本充满了称为色素细胞的色素细胞。当微小的径向肌肉收缩时,它会露出下面的色素,从而根据特定时间的需要改变章鱼的颜色。

在实验室中,当蓝光照射在皮肤样本上时,会触发色素细胞的激活。

研究人员利用这种现象来监测皮肤样本在不活动期间的耗氧量,以及皮肤沐浴在蓝光下时耗氧量的增加情况。

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根据这些测量结果,索纳和昂谢克计算出了红宝石章鱼整个表面积相对于其质量的能量消耗。

然后,他们将其与红宝石章鱼静息代谢率的测量值进行了比较,该测量值源自出于研究目的对动物静息耗氧量的测量以及之前发表的其他论文。

他们发现,章鱼色素细胞系统完全激活所需的能量几乎与其身体其他部分在休息时消耗的能量一样高。

当其他必要的功能也发挥作用时——例如,改变皮肤的纹理以模仿岩石或珊瑚,以及神经负荷——章鱼的伪装就会成为巨大的能量消耗。

这可以解释我们看到的章鱼所做的其他事情。夜间生活方式是一种可能的解决方案。如果因为太黑而看不到其他人,则无需改变自己的外观。不过,红宝石章鱼和其他章鱼都不是夜行性的。

我们经常看到章鱼把自己塞进隐藏的洞、缝隙和洞穴里。伪装的高昂成本或许可以解释其中的原因。

研究人员写道:“另一个潜在的降低成本策略可能包括使用洞穴,这是浅水章鱼几乎普遍的生活史特征。”

“巢穴外的章鱼非常神秘,因此在大多数情况下,它们的大部分色素细胞都是活跃的。”

“然而,穴居章鱼会避开捕食者,不会主动捕猎猎物,因此不太可能广泛利用它们的染色体系统。能量需求的减少可能是许多章鱼物种大部分时间都在洞穴中度过的原因。”

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

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