审核专家:李颖超 北京林业大学博物馆科普与社会教育中心主任,中国科学院动物研究所博士
电影《哪吒之魔童闹海》凭借震撼的特效和紧凑的情节,吸引了不少人前来观影。
其中,章鱼大将军在岩浆中烤自己的“脚”,还分给周围的妖一起品尝的画面,让大家印象深刻。观众不禁发问:章鱼大将军为何敢如此“自虐”?是不是导演虚构的?
章鱼的“脚”其实是它的“腕”
章鱼是头足纲软体动物,它是无脊椎动物中最敏捷的猎手之一。并且,章鱼其实没有“脚”,它的“脚”其实是腕。
章鱼的腕足不仅长而有力,而且上面布满了吸盘,这些吸盘能够牢固地吸附在物体表面,帮助章鱼在海底爬行、攀爬甚至捕获猎物。
独立的神经索
章鱼的8根腕足内都有独立的神经索。大脑只要对腕足下达一个抽象的命令,腕足就可以实行多线程同时作业,独自感知环境,快速做出反应,根本不需要大脑给予具体的指令。也就是说,章鱼的每一条触手上都有一个复杂而自主的“脑”。
来源:北京动物园保护教育
既能吸附,还能“感觉”
章鱼的8条腕足上还排列着能够吸附物体的吸盘。吸盘既有吸附功能,还长着感觉器官,这让章鱼能够分辨目标及周围的水流情况。每条腕足有两排吸盘,能够吸附在物体表面。章鱼休息时,总会有一到两条腕足在“值班”,“值班”的腕足会不停地向四周移动,察觉可能出现的危险。
来源:北京动物园保护教育
此外,当章鱼游泳时,它会将腕足伸展开来然后迅速地收缩,使吸盘和水产生粘附力。接着,章鱼会通过收缩触手的肌肉,使吸盘产生负压,从而将身体向前拉动,这个过程类似于章鱼在水中“行走”。
章鱼大将军的“自助铁板烧”绝非虚构
章鱼大将军的“自助铁板烧”绝非虚构,它之所以敢于烤自己的腕,最主要的原因在于章鱼的腕足具备强大的再生能力。
干细胞重建
章鱼腕的再生首先依赖于干细胞的动员和分化。在腕足受损后,章鱼体内的干细胞会被激活并迁移到受损部位。这些干细胞具有多向分化的潜能,能够分化成各种细胞类型,如肌肉细胞、神经细胞等,以替代受损或缺失的组织。
信号通路协同作用
在章鱼腕再生的过程中,多种信号通路被激活并协同作用。这些信号通路包括生长因子信号通路、Wnt信号通路、Notch信号通路等。它们通过调节干细胞的增殖、迁移和分化,以及促进血管生成和神经再生等过程,共同指导章鱼腕的再生。
表观遗传调控
表观遗传机制通过调节基因的表达模式,影响细胞的命运和再生过程。例如,DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传修饰方式,可以影响基因的可读性和表达水平,从而调控干细胞分化和组织再生的进程。
能量代谢适应
在再生过程中,章鱼能够通过调节自身的代谢途径,如增加糖酵解和有氧氧化等过程,以确保再生所需的能量供应。这种能量代谢的适应机制对于章鱼腕的快速再生至关重要。
其实,这种再生能力不仅限于章鱼,许多头足类动物都具备类似的特性,不过,章鱼在再生速度和再生质量上往往更为出色。
恢复速度因“鱼”而异
章鱼断腕后的恢复速度受到多种因素影响,包括章鱼的种类、年龄、健康状况以及环境条件等。实际上,章鱼在断腕前的极短时间内就已经启动了血管收缩、阻断血液流动的程序,并在接下来的几周到几个月内逐渐长出新的腕足。
以真蛸这种章鱼为例,其腕足可以在4到8周内完成再生,且再生后的腕足功能几乎与原腕足无异。
但这并不意味着它们可以无限制地断腕和再生。频繁地断腕和再生会对章鱼的生理机能造成一定的负担和损伤,甚至可能影响其生存和繁衍。因此,章鱼在面临危险时通常会选择其他逃生方式,而不是轻易断腕。
小tips:如何分辨章鱼和鱿鱼?
实际上,鱿鱼和章鱼同属于头足类动物。鱿鱼有8只(4对)腕足和2只(1对)触腕,其中触腕具有伸缩功能,主要用来获取食物。章鱼只有8只(4对)腕足,没有触腕,俗称八爪鱼。章鱼的祖先其实也有触腕,只不过它们的触腕在漫长的进化过程中退化了。
章鱼有8只腕足 来源:千库网
鱿鱼有8只腕足和2只触腕 来源: 中国海洋大学出版社
鱿鱼的吸盘不是直接和腕足相连,而是由一个很短小的柄相连,吸盘是游离的、可以动;章鱼的吸盘是直接连在腕足上的,没有游离的状态,没有吸盘柄,靠这一点就可以简单将二者区分。
章鱼的吸盘
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