C头足类在我们的文化神话中显得尤为突出。它们长长的吸人肉的胳膊,大而不眨的眼睛,以及像大乌贼那样体型庞大的动物,至少从中世纪起,就使我们感到害怕,当时有传说告诉商人,在黑暗的海洋里有怪物在等着他们,随时准备吃掉全体船员和船只。
但科学在消除这些可怕的说法方面已经走了很长一段路,同时也激起了人们对头足类动物与我们有多么不同的好奇。我们现在知道它们是聪明的生物,它们的大脑组织方式与我们截然不同。有些种类的章鱼会为了适应环境而暂时编码它们的基因。乌贼会改变皮肤的颜色和图案,以躲避捕食者或相互交流。伍兹霍尔海洋生物实验室的神经生物学家史蒂夫·森夫特说:“我们可能想用纹身或化妆品来改变我们的外表,但我们没有像乌贼那样复杂的东西。”
东部的研究Doryteuthis pealeii这是一种长约12英寸的鱿鱼,生活在从纽芬兰到委内瑞拉的大西洋西部。森夫特解释说,在它们的皮肤中嵌入的是微小而独特的细胞,它们被称为色素体和虹膜体。他说:“从我们的角度来看,这些器官非常精细和陌生。”“色素体是专门用来吸收不同波长的光的,虹膜体是用来反射光线的。这些色素体直接从动物的大脑中被驱动,从而使神经系统发挥作用。鱿鱼可以表达许多不同的图案。它们可以亮出鳍、臂、头和身体的地幔部分。它们可以在地幔的一边闪光,而不是另一边,一些动物可以向它们的身体发送反射波,这非常迷人。”
森特表示,鱿鱼可以表达几十种模式。他们会对彼此说些什么呢?“我个人不懂这种语言,”森福特说。“但很明显,它们使用了一种通信系统。当鱿鱼成群游动时,它们对不同的乌贼表现出不同的模式。你经常可以看到雄性鱿鱼身上的分裂体图案。它向旁边的雌性展示一种模式,向另一边的雄性展示另一种模式。每个人都可以做出自己的推断,但我认为这是一系列行为中最明显的例子,这些行为是在一群动物的学校教育中巧妙安排的。”
当森特在显微镜下工作的时候,他遇到了各种美丽的图像。他说:“有时候,美感压倒了信息。”Senft分享了他的一些鱿鱼图片鹦鹉螺.它们代表了乌贼从怪物到奇迹的转变。森福特说:“我认为,人们越有耐心,越关注周围的自然,他们就会有越多的惊奇感。”
系统接线:这些星簇是成年乌贼皮肤上的染色体,被抗体染色。放射状的突起是肌肉,其他的连接线可能是神经。整个图像只有大约一毫米半宽,但包含了如此多的信息,以至于神经生物学家史蒂夫·森特(Steve Senft)可以放大潜在的神经纤维束,几乎可以分辨单个轴突。森特说:“我们不能一一追踪,但这就是目标。”“从这张图片上看不太明显,但(在浏览)数百张图片后,你会越来越清楚地了解系统是如何连接起来的。”
模式制造商:这幅图片让人想起法国印象派绘画,里面有蓝色、绿色和紫色的叶子状结构,这些结构是虹膜细胞,负责乌贼改变图案和颜色的能力。虹膜细胞像重叠的板一样组织,根据它们彼此之间的间隔,它们反映出不同的颜色。卷须状的分支是神经,从大脑传递信息,告诉虹膜如何定位。“这些照片只是对那里实际情况的一个钥匙孔视图,这是另一个诱人的部分。每次我做新的准备,我都会看到新的东西。”
色轮:通过显微镜看到的乌贼胚胎。有些颜色是由于激光反射生物的材料或染料注射到组织。红色和黄色的圆点是色素体,负责乌贼的红色、黄色和棕色色调。虽然它们太小了,在这里看不到,但色素体周围有肌肉,就像轮子上的辐条,它们会收缩和放松,改变色素体的直径,决定斑点的大小。
大脑的力量:这些电缆状的束是神经,每一束都由被称为轴突的小电线组成。轴突同时分支到不同的目标,如色素体和虹膜体。当单个神经元被激活时,它可以改变染色质区,将鱿鱼变成火红的颜色,或者使它像鹌鹑蛋一样布满斑点。森特说:“我在显微镜下看到过几十个这样的轴突,其中一些分支模式确实是令人惊叹的几何形状。”
神经中心:一只刚孵化的鱿鱼,身体几乎是透明的。中间略带红色、亮粉色的管子是“笔”,这一坚硬的结构使鱿鱼原本柔软的身体变得坚硬,在它后面是部分深绿色的消化系统。黑色的斑点是色素体。黄色区域,星状神经节,是神经系统的组成部分。“它们是许多输入和输出汇聚的地方,因此它就像主大脑之外的一台小型计算机,”森福特说。“你可以看到神经的走向,因为它们是幽灵般的绿线。”
通信网络:每个黑色的圆圈是一个色素体,从每个色素体中射出的发光藤蔓是一只成年乌贼的神经纤维,Senft用一种特殊的染料给它上色。Senft说:“这让你感觉,所有这些交流是多么像一张杂乱无章的蜘蛛网。”像这样的图像帮助他开始了解乌贼信号系统的复杂性。
Regan Penaluna是格尔尼卡杂志。
我们并不是为此而进化
当一只原产于南极洲的威德尔海豹在一次长达一小时的潜水中,从400米深的冰层下垂直落下时,一系列的适应作用使它得以生存。海豹的心率减慢。以这样的速度,它会燃烧…阅读更多







