大家都知道，章魚(yú)是一種非常聰明的動(dòng)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(qǐng)來(lái)預(yù)測(cè)世界杯結(jié)果；它們還會(huì)和飼養(yǎng)員斗智斗勇，巧妙地選擇時(shí)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(duì)稱，而章魚(yú)卻是中心對(duì)稱；有三顆心臟、九個(gè)大腦、藍(lán)色血液，可以再生的觸手，柔軟無(wú)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?yàn)槿绱耍鼈円渤闪嗽S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(zhǎng)為155米、體重達(dá)330噸的深海巨獸“克拉肯（Kraken）”。

幾千年來(lái)，它鬼魅的身影為人類帶來(lái)了恐懼，成了無(wú)數(shù)水手揮之不去的噩夢(mèng)。同時(shí)，它柔軟無(wú)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(lái)了無(wú)盡的靈感和素材。

章魚(yú)不是魚(yú)，與蝸牛、田螺是遠(yuǎn)親

“來(lái)者何魚(yú)？報(bào)上名來(lái)！”“我不是魚(yú)，我是章魚(yú)！”“‘外星生物’來(lái)了，快跑。”你看，在生物界混，如果不想做無(wú)名小卒，快速、準(zhǔn)確地報(bào)出自己的“姓名”就顯得尤為重要。

章魚(yú)屬于動(dòng)物界、軟體動(dòng)物門(mén)、頭足綱、八腕目、章魚(yú)科，下有26屬252種。

“軟體動(dòng)物門(mén)”的成員，身體內(nèi)部沒(méi)有硬質(zhì)骨骼支撐，其形狀和驅(qū)動(dòng)都依靠肌肉完成，例如蝸牛、田螺等都是章魚(yú)的遠(yuǎn)房表親。正因?yàn)檎卖~(yú)屬于軟體動(dòng)物門(mén)，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(zhǎng)長(zhǎng)的管子。

怎么理解“頭足綱”呢？請(qǐng)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(dòng)物（主要包括變色三兄弟：章魚(yú)、烏賊和魷魚(yú)）的頭和足是直接相連的。

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

章魚(yú)是色盲，但它會(huì)變色

科學(xué)家通過(guò)對(duì)頭足綱動(dòng)物進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)它們眼睛里沒(méi)有像人類眼睛中用于形成彩色視覺(jué)的視錐細(xì)胞，因此得出結(jié)論：大多數(shù)頭足綱動(dòng)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(yú)等頭足綱動(dòng)物還能依靠皮膚中的感光細(xì)胞對(duì)光線和色彩進(jìn)行感知，并通過(guò)調(diào)控皮膚表層的三類變色細(xì)胞，擁有了超級(jí)變色能力。

第一層稱之為“色素細(xì)胞”，每一個(gè)色素細(xì)胞含有一個(gè)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(guò)，這種囊體收縮擴(kuò)張的機(jī)制，只能讓章魚(yú)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(qǐng)第二類變色細(xì)胞——虹細(xì)胞閃亮登場(chǎng)?！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(guò)泡泡機(jī)吧？在太陽(yáng)底下，飄向空中的肥皂泡泡會(huì)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(guò)對(duì)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(huì)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(wú)窮的彩虹色。這樣的色彩涵蓋了長(zhǎng)波紅黃光到短波藍(lán)綠光，讓章魚(yú)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(yú)的虹細(xì)胞又是如何形成的呢？科學(xué)家們通過(guò)DNA（脫氧核糖核酸）序列比對(duì)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(lái)自于一種發(fā)光細(xì)菌——費(fèi)氏弧菌。

章魚(yú)體內(nèi)為什么會(huì)存在細(xì)菌基因的DNA呢？在漫長(zhǎng)的物種演化過(guò)程中，費(fèi)氏弧菌先是進(jìn)入到烏賊、章魚(yú)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(yíng)養(yǎng)，并且供養(yǎng)著身體里的費(fèi)氏弧菌，而費(fèi)氏弧菌則通過(guò)自身發(fā)光，讓其祖先在伸手不見(jiàn)五指的深海里獲得寶貴的光線。漸漸地，烏賊章魚(yú)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(zhǎng)的共生過(guò)程中，這些費(fèi)氏弧菌基因逐漸地整合到了章魚(yú)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?cè)賮?lái)看看最后一類細(xì)胞——白色素細(xì)胞。同學(xué)們，你們平時(shí)都用什么寫(xiě)字畫(huà)畫(huà)呀？沒(méi)錯(cuò)，是白紙！白紙能為各種各樣的顏料提供高對(duì)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(yú)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(yú)是中外神話故事和文學(xué)作品中的常客，在人類的想象中，這種聰敏狡猾、長(zhǎng)著八只觸手的動(dòng)物簡(jiǎn)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(lái)了無(wú)限靈感。

根據(jù)章魚(yú)的柔性腕足，科學(xué)家和工程師開(kāi)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?jiān)隆庇挚伞跋挛逖笞谨M”。

而其超強(qiáng)的變色能力更是軍事偽裝技術(shù)的期望與夢(mèng)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(duì)自然界的鬼斧神工時(shí)，人類暫時(shí)只能嘆為觀止，人造變色系統(tǒng)的變色能力始終無(wú)法與章魚(yú)相媲美。

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