章鱼是怎么排泄和进食的

八爪鱼有八个吸盘覆盖的手臂，只需触摸即可品尝物体。一组研究人员终于弄清楚了这些头足类动物如何能够实现这一非凡的技巧。

章鱼是生物界的奇迹。他们超级聪明，出色地解决问题的能力，甚至有点调皮。这些头足类动物别无选择，只能变得聪明，因为它们在出生后被迫立即抬高自己。他们甚至对MDMA的反应方式都让人想起人类对这种亲社会性药物的反应。

他们的手臂上布满了数百个吸盘，这是他们成功的重要原因，因为章鱼只需触摸一下即可真正品尝到物体。当章鱼在寻找食物或洗刷海底时必须深入黑暗的缝隙时，此功能非常有用。海洋中充斥着令人讨厌的有害生物，因此，辨别有异食物与更有害物质的能力显然是有利的。

新研究的合著者和生物学家彼得·基利安（Peter Kilian）表示：“他们为解决周围环境中的问题而发展出的策略对他们而言是独一无二的，这激发了科学家和非科学家的极大兴趣。”哈佛大学贝隆诺实验室的一位研究人员说。“人们之所以喜欢章鱼和其他头足类动物，是因为它们与大多数其他动物有很大的不同。

尽管有这种迷恋，但我们仍然对它们的触觉能力的化学和分子基础缺乏了解。今天发表在《细胞》杂志上的这项新研究标志着朝这个方向迈出的重要一步。

这项研究的资深作者，哈佛大学分子生物学家尼古拉斯·贝洛诺（Nicholas Bellono）和他的同事们通过确认章鱼的触觉能力来启动了该项目。他们用加利福尼亚的两点章鱼（章鱼双足章鱼）来做这件事，在实验室测试中，当吸盘碰到猎物时，它表现出不同的行为，而不是开胃的东西。

来自加利福尼亚大学伯克利分校的生物学家丽贝卡·塔文（Rebecca Tarvin）在为细胞撰写相关的前沿文章时，退后一步对这种能力及其对科学家的意义感到惊奇。

“虽然我们很多人都不知道蝙蝠或章鱼是什么感觉，但定义这些动物用来探索环境的分子机制将有助于我们的想象力，”与这项新研究无关的塔文写道。“这些重大发现也应该激发我们对其他隐藏事物的好奇心。

确实，在确认了触摸味道的情况下，科学家的下一步就是要做到这一点：在分子水平上研究吸盘。他们寻找参与该过程的独特感觉细胞，导致他们发现了位于吸盘尖端的独特细胞群。这些新检测到的传感器现在被称为“趋化感受器”，因为该团队认为它们对触觉感受能力负责。

正如该团队在随后的测试中所证明的那样，这些传感器对在水中不能很好溶解的分子产生了反应。由于这些分子不能很好地溶解，“例如，它们可以在章鱼的猎物和（无论动物接触到的）表面上发现，”贝洛诺在哈佛大学的释放中说。“所以，当章鱼碰到岩石而不是螃蟹时，它的手臂现在知道，'好吧，我在碰螃蟹[因为]我知道不仅有碰触，而且还有这种味道。

研究小组还在吸盘中发现了第二种细胞类型：机械感觉细胞。这些细胞将机械刺激转换为大脑可以理解为触摸以及其他感觉的信号。

正如作者所解释的那样，章鱼的趋化性受体能够检测并区分不同的化学信号。对化学敏感的受体形成离散的离子通道复合物，该复合物可以吸收特定的信号，然后将电信号传输到章鱼的神经系统，这被解释为味觉。

Bellono说：“这很重要，因为它可以使章鱼的感觉变得复杂，还可以利用其半自治的手臂神经系统处理一系列信号来产生复杂的行为。”

重要的是，章鱼的分布式神经系统使这种独特的信号过滤系统成为可能，其中的手臂可以独立于大脑发挥作用。大约三分之二的章鱼神经元在它们的手臂中，这就是为什么被切断的手臂仍可以尝试伸出并抓住东西的原因。令人不安，但事实如此。

研究人员在研究中写道：“这些发现表明，章鱼周围分布的神经系统是信号处理的关键部位，并突显了分子和解剖特征如何协同进化以适应动物的环境。

这项新研究还表明，章鱼的受体对萜类化合物很敏感，萜类化合物是许多海洋动物在受到威胁时产生的一种化学警告剂。在自然界中，突然触摸到萜类食物的章鱼可能会后退，因为这是有毒猎物的潜在迹象。

“ [作者]进行的一系列令人印象深刻的...实验表明，章鱼吸盘可通过这两种细胞类型产生微调的电信号，从而有可能区分静止物体和移动物体以及有吸引力和厌恶物质。” 。

作者怀疑萜类化合物是许多其他能够刺激章鱼趋化性受体的未知化合物之一，他们建议在这一领域进行进一步的研究。此外，他们想知道其他头足类动物（如鱿鱼和乌贼）是否具有类似的触觉功能。

“总的来说，这些发现是描述章鱼趋化性感觉系统的一个令人振奋的飞跃，并将引起有关这些有趣动物的神经生物学，进化生态学和行为的许多新问题，” Tarvin说。

确实，这项新研究将受到进化生物学家的关注，他们现在必须首先弄清触摸味道的产生方式。作为一种可能的线索，这可能是形式匹配功能的经典案例，其中章鱼的身体计划最终导致了这种能力。但是，相反的情况也可能是正确的，因为触摸功能最终会导致冗长的探索性附肢。也许这是两者的结合。幸运的是，这不是我要解决的问题，我可以让科学家自己解决。