章魚奇異行為的新視角

幾個世紀以來,我們都知道章魚有兩種移動方式:一種是用觸手在表面爬行,另一種是藉助虹吸管的噴射力游泳。

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幾個世紀以來,我們都知道章魚有兩種移動方式:一種是用觸手在表面爬行,另一種是藉助虹吸管的噴射力游泳。

一項新的研究(pdf)表明,它們的運動方式並非如此簡單,而且更加令人著迷。

一個研究團隊一直在深入研究這些奇怪的八爪動物的游泳方式,希望更好地瞭解它們不尋常的神經系統,並且努力幫助我們製造出逼真的機器人章魚


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該小組由以色列希伯來大學的神經科學家賓亞明·霍赫納領導,他們使用四臺高畫質攝像機從不同角度拍攝游泳的章魚。他們在大型水箱中測試了六隻成年普通章魚(Octopus vulgaris),發現它們實際上有三種非常不同的游泳模式。

研究人員在他們本月早些時候在加利福尼亞州舉行的神經科學學會會議和去年在義大利舉行的神經運動控制學會會議上發表的海報中指出,“這是首次在實驗室中系統地記錄普通章魚的游泳模式。”

他們發現,有時章魚頭朝前游泳,將外套膜和觸手甩在身後;有時章魚像熟悉的魷魚一樣噴射式前進,觸手拖在身後;偶爾它們似乎用外套膜朝前游泳,但使用的是奇怪的觸手擺動方式,而不是強勁的虹吸管噴射力。

第三種游泳方式尤其引人入勝。研究人員認為,在這種模式下,章魚透過閉合向外伸展的相對觸手來產生推力。額外的推力似乎來自觸手尖端,它們保持捲曲狀態,直到最後一部分衝程,在此期間,它們會快速伸直,與觸手的其餘部分對齊。

在這種衝程中,章魚的蹼似乎也發揮了重要作用。這種連線章魚觸手上部的肉質、可延伸的組織在衝程期間會收縮,增加額外的推力。

研究人員現在正試圖弄清楚章魚如何協調這種奇怪的運動,因為它的神經系統有些分散

這種游泳模式也為製造完全逼真的章魚機器人帶來了令人興奮的新挑戰。幾年前我在義大利參觀了一個實驗室,他們試圖重現章魚的噴射能力。為此,他們鑄造了一個章魚外套膜的矽膠複製品,希望更好地模擬簡單噴射式游泳中虹吸管產生的推力。

但是,要協調如此多無限靈活的觸手,以保持章魚機器人向前(或向後)移動,我們需要更多的時間來研究這些奇怪的頭足類動物。

與此同時,這些新的多維記錄“可能有助於機器人手臂原型的設計和控制,”研究人員指出。

《章魚!海洋中最神秘的生物》中閱讀更多關於章魚及其所有奇特之處的資訊。

插圖由伊萬·菲利普森提供

Katherine Harmon Courage is an independent science journalist and contributing editor for 大眾科學. She is author of Octopus! The Most Mysterious Creature in the Sea (Current, 2013) and Cultured: How Ancient Foods Feed Our Microbiome (Avery, 2019).

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