章魚也有「慣用手」?最新研究揭祕八爪多工術

最新研究發現,其實章魚也有「慣用手」。圖為佛羅里達州南部海岸的一隻章魚。圖片來源/Chelsea Bennice

記者 吳昱賢/綜合報導

在人類世界裡,總有人抱怨自己「有兩隻左腳」,跳舞不協調;但在海底世界,章魚可是一等一的「多工達人」,能同時用八隻手腳完成各式動作,從打洞築巢、覓食捕獵,到在海床上滑行移動。如今,科學家發現,這些聰明的頭足類生物並不是「八爪隨便用」,牠們其實偏好用不同的手腳來處理不同任務——換句話說,章魚也有「慣用手」!

這項研究發表於《科學報告》(Scientific Reports)。由美國伍茲霍爾海洋生物實驗室(Marine Biological Laboratory, Woods Hole)的海洋生物學家布雷施(Kendra Buresch)及佛羅里達大學的班尼斯(Chelsea Bennice)等人主導,他們蒐集 2007 至 2015 年間,在西班牙比戈灣(Vigo)、美屬開曼群島等六處棲地拍攝的野生章魚影片,橫跨三種章魚,共 25 段、一分鐘長的影片。透過逐格分析,團隊建立起所謂的「乙太圖譜」(ethogram),也就是章魚行為與動作的完整目錄。

研究結果顯示,章魚一共展現出 15 種行為(從躲藏到交配不等),並使用 12 種不同手腳動作,例如彎曲(curl)、抬起(raise)、放下(lower)、伸展(reach)等。每一隻手腳又能進行四種基本變形:縮短、延長、彎曲與扭轉。更厲害的是,章魚的手腳可以同時進行不同動作,例如一邊伸展探索,另一邊彎曲支撐身體,就像海底版的「一心二用」。

那麼,章魚真的有偏好用哪隻手腳嗎?答案是肯定的。研究統計發現,章魚在所有動作中,前兩對手腳(也就是牠們的「前腳」)使用率高達 61% 至 64%,而後方兩對則僅佔 36% 至 39%。簡單來說,章魚喜歡把「前腳」拿來探索與互動,例如伸出去撿東西、彎起來檢查環境;而「後腳」則多半扮演推進器,負責行走或支撐,讓章魚能穩定地在海床上移動。

值得一提的是,科學家並沒有發現章魚有「左撇子」或「右撇子」的傾向。牠們左右兩側的手腳使用比例幾乎一樣(51% 對 49%),不像人類常見的慣用手現象。這也顯示,章魚的偏好分工更傾向「前後之別」,而非「左右之差」。

章魚為什麼能這麼靈活?答案藏在牠們獨特的神經系統。根據研究團隊資深學者韓隆(Roger Hanlon)的解釋,每隻章魚的八隻手腳各有四組肌肉群,環繞在一條軸向神經周圍。更驚人的是,每條手腳上分布著大約 100 個吸盤,八隻手腳加起來就有 800 個吸盤,每個吸盤都擁有上千個神經元。粗略估計,章魚全身共有約 5 億顆神經元,雖然遠少於人類的近千億,但章魚的神經分布極度「去中心化」——大部分神經元集中在手腳與吸盤,而不是大腦。

西班牙海洋研究所(IIM-CSIC)教授費古拉斯(Antonio Figueras)指出:「人類中樞神經系統的神經元數量是周邊的五到六倍,但章魚則相反,周邊神經元數量是中樞的七倍。」這也解釋了章魚為何像是「外星生物」般,發展出與人類完全不同的智慧系統:牠們的「腦」其實分散在全身。

更有趣的是,研究三年前證實,章魚的每一隻手腳都與相鄰的兩條手腳有神經連結,等於形成一個「鄰居聊天系統」,彼此能交換資訊。換句話說,章魚不用大腦下令,就能讓手腳直接「自作主張」完成任務,難怪能同時處理多工。

除了揭開章魚行為的祕密,這項研究還具有潛在應用價值。研究的一部分經費來自美國海軍研究辦公室,原因很簡單:章魚的手腳就像夢幻的「軟體機械臂」原型。韓隆舉例說,如果潛艇沉沒或建築倒塌,要如何把水、藥物或通訊設備送到狹窄縫隙裡受困的人手中?這時候,就需要一條「像蛇一樣靈活、卻能精準完成任務」的機械臂,而章魚正好提供了完美的靈感。

不僅軍事單位,科學家也期待這些研究能幫助軟體機器人設計、神經科學,甚至行為學。畢竟,要理解「八爪多工」的祕密,不只是為了滿足人類的好奇心,更可能改變我們製造與操作機器的方式。

班尼斯形容章魚是「觸覺大師」。牠們的每一個吸盤不僅能感受壓力,還能辨別化學物質,就像把人類的鼻子、嘴唇和舌頭融合在一起。這讓章魚能以超高精度感知環境,甚至在黑暗中也能「摸」到獵物。科學家觀察到,章魚有時只用一隻手腳就能輕鬆抓到食物,有時則要八隻手齊上,展開壯觀的「降落傘式攻擊」(parachute attack),將獵物團團包圍。

「頭足類是進化史上的外星人。」費古拉斯如此形容。人類與章魚走上了完全不同的演化道路:人類依靠集中式大腦,章魚則依靠分散式智慧。如今,這種差異不僅吸引生物學家的好奇,也挑戰我們對「智慧」的定義。

對一般民眾來說,下次在水族館看到章魚時,不妨多觀察牠的動作。當你看到章魚用前腳探路、用後腳撐起身體時,別忘了,這可是經過數億年演化的成果,也是科學家們一點一滴解碼的自然奇蹟。

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