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【GENE思書軒】聰明如章魚,牠為什麼有高智力?

世足賽神算子 章魚哥保羅

章魚哥保羅 (die Krake Paul,2008-2010) 是德國奧伯豪森一個水族館 (Sea Life Centre in Oberhausen) 的一隻普通章魚 (Octopus vulgaris)。據稱這隻章魚能準確預測德國國家足球隊的比賽結果,在 2010 年南非世界盃足球賽成功預測八場,因而有「德國神算子」、「章魚哥」、「保羅哥」、「章魚帝」、「預測帝」之稱。

在德國國家足球隊比賽前,奧伯豪森水族館的工作人員會在章魚哥進行「預測」前準備兩個透明玻璃箱,箱上分別貼著主場及對手雙方的國旗,而箱中會各被事先放入食物(如蚌)作為章魚哥的食餌,然後讓牠在選擇「預測」獲勝的隊伍旗幟所在的玻璃箱中獲取食物。

章魚哥保羅於 2010 年 10 月 25 日於奧伯豪森水族館壽終正寢,享年兩歲又八個月。2011 年初,紀念章魚哥保羅的雕像落成,該雕像置於奧博豪森水族館門前,高度達兩米,外形為保羅用八隻爪環抱著一個足球。足球上印有多國國旗,還開了一個小窗,遊客可通過小窗看到保羅的骨灰罈。

奧博豪森水族館門前的章魚哥保羅雕像。
圖/wikipedia

我們不知道科學該如何解釋章魚哥在南非世足賽的準確預測力,但是科學可以肯定的是,章魚有高超的智力。很多水族館或研究機構被章魚的調皮搗蛋搞得七葷八素,已不是新聞,像是故意玩逃脫秀、爬到隔壁缸偷食物、對討厭的工作人員噴水、堵塞排水系統、噴水破壞電燈⋯⋯等等,層出不窮;章魚甚至能從罐子裡自行開罐逃脫,連人類為了防止小孩打開的特殊藥罐都知道該怎麼對付,還會在迷宮裡來去自如,也有記憶。

哈囉,我是章魚啦!

章魚和烏賊、魷魚等同屬頭足類軟體動物,科幻小說或電影很愛用章魚來當作外星人原型設計的靈感。章魚是沒有外殼或內殼的頭足類軟體動物,除了喙之外沒有硬質部分。目前已知約有三百多種章魚,包括生活在深海和珊瑚礁的。章魚從不到一英寸長到重達百磅、從觸手尖到觸尖跨越二十英尺的巨型太平洋章魚都有。

章魚有三顆心臟,會把藍綠色的血液在八足的身體中泵送。牠們的身體非常具有延展性,可以擠入一個與牠們眼睛大小相當的空間。牠們可以透過改變體色和噴射墨汁來躲避和混淆掠食者。普通章魚約有五億個神經元,牠們的腦在解剖上和我們的很不一樣,章魚的食道直接穿過大腦,如果吃下去的貝殻或小動物的爪刺穿食道,就會直接貫穿入腦中。

圖/pixabay

和脊椎動物不同,章魚處理訊息的神經不僅集中在腦,還包括觸手上分散的神經,他們同時用中央及分散式的神經系統來處理訊息,肢體運動的計劃、運算和執行不需經過大腦,能夠在觸手上完成,所以牠們的觸手即使被切下來,仍舊能夠自行運動。

我今年去了韓國釜山及首爾,旅遊書和部落格都會介紹到韓國生吞小章魚的獨特吃法,還警告那是有危險性的,因為不小心讓章魚觸手上強力的吸盤在食道上緊緊吸住還堵住了氣管入口,那麼就等著窒息而死。據說這危險的吃法是韓國男人的成年禮之一,但因為覺得很不人道,所以沒試。在釜山松島去吃烤海鮮大餐時,一盤端上來的海鮮居然是小章魚的觸手,仍在扭動的章魚觸手我們嚇壞了,雖然知道該生吃,但還是在其他韓國客人和老闆鄙視的眼神下,趕緊用扇貝殻把它們炒熟。

窺探章魚智力的秘密

先別管炒章魚觸手了,如果想知道章魚的智力究竟是怎麼回事,來讀讀《章魚,心智,演化:探尋大海及意識的起源》(Other Minds: The Octopus, the Sea, and the Deep Origins of Consciousness) 吧!《章魚,心智,演化》的作者彼得.戈弗雷史密斯 (Peter Godfrey-Smith) 是位哲學家,但這本書並非宅在辦公室裡讀資料寫成的,他還跟動物學家在澳洲雪梨外海的一個叫做「章魚市」的地方水肺潛水,實地觀察章魚的行為。

科學家對於章魚演化出高超智力這事感到困惑,因為智力演化的理論、尤其是「心智理論」,認為智力是社會性動物演化出來預測和應對別的個體行為的工具,簡單來說就是用來推斷別人在想什麼、會做什麼的工具,可是章魚在動物學家的認知中,並非社會性動物,牠們大部分時間是孤獨生活的,雖然在章魚市裡觀察到了章魚個體間的互動關係,可能說明章魚並沒有過去想像中那麼孤僻,但是仍有另一個謎。

章魚的壽命並不長,即使在人工的飼養環境下,野生動物避免了天敵、寄生蟲和疾病的侵害,在照料得當的情況下可能會比在野外中長壽,但是即使貴為「章魚哥」,保羅在水族館的壽命和其他野外或水族館的章魚並沒有太大差異,加上戈弗雷史密斯在書中對章魚老態畢現的說明,可見章魚是會很明顯老化的動物,壽命和其他沒有高超智力的動物相比顯得短到異常。令人困惑的是,一般來說高智力的動物都是壽命較長的動物,因為在生命史中有更多更多機會使用上智力,很難理解為何一個短命的動物需要高超的智力。

回到澳洲雪梨外海的章魚市,戈弗雷史密斯在那裡觀察到的章魚也有不同個性,有些較拘謹、有些較莽撞,他甚至能分辨伸向他的觸手是好奇的友善試探,還是充滿敵意的試圖獵食。章魚也有好奇心,也會玩耍。牠們會用神經及肌肉系統快速在幾秒就改變身體的顏色和斑紋來模擬海底岩石和砂子的顏色、陰影和圖案,牠們的觸手不僅能自主運動,皮膚上甚至有感光細胞能夠「看到」東西。這種快速變皮的技術也不僅僅是為了偽裝而已,牠們也會根據自己的情緒改變體色。

章魚擁有快速變皮的能力。
圖/giphy

除了為這群迷人的動物智力立傳,戈弗雷史密斯也解說了動物的起源,以及神經系統的演化。當單細胞生物聚合成多細胞生物,其中一支演化成我們今天熟知的動物。細菌等單細胞生物也能對外界訊息產生反應,但它們是單身漢,不須要協調。像是動物這樣的多細胞生活,必須要有能夠感應外界訊息,並且協調各組織和器官活動以對外界產生反應的系統,那就是神經系統。寒武紀後,層出不窮的掠食者讓背腹受敵的動物更需要神經系統來快速反應。我們和頭足類軟體動物的最後共同祖先大約出現在六億年前,所以我們和章魚已經分家了這麼久,卻各自獨立演化出了能夠產生意識和複雜行為的神經系統。

現生動物有三十幾門,只有三個門的動物演化出所謂「複雜主動身體」── 節肢動物、軟體動物和脊索動物,能夠快速移動、抓取和操縱其他物體。其中又只有脊椎動物和頭足類動物形成了大而複雜的神經系統。身為一個哲學家,他並沒有用空想來理解意識是怎麼一回事,他到動物的世界去探索,甚至問了很生物學的問題,想要知道讓意識起源的材料為何。

章魚存在的時間比人類長了千倍。海洋孕育所有類型的生物,心智在海洋中誕生是合情合理的,但我們對海洋生物的了解甚至遠不及外星球,相信還有很多有待我們去探索的。

因為作者是哲學家,所以《章魚,心智,演化》相較其他生物學家出身的科普作家,在書中使用了更多抽像的概念,老實說讀起來並不輕鬆,但仍很值得對章魚、心智、演化有興趣的朋友一讀!

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene


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關於作者

來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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