章魚有9個大腦為啥沒發展出文明？

張貼者：🛂姚伶

閱讀人數：3709人 張貼日期：2021-07-19 08:00:00
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章魚有9個大腦能編輯基因，智商高到無法理解，為啥沒發展出文明?

  按照進化論的觀點， 生物演化出脊椎，是發展出更高智商的敲門磚。

因為脊椎讓生物體內的神經高度集中，反應速度明顯加快，並且還有利於大腦向更加高級的結構演化。

事實也確實如此，如果盤點世界上 最聰明的動物，其中絕大多數都是脊椎動物。

比如人類、黑猩猩、大象、海豚、烏鴉等等。
但凡事都有例外， 章魚也是地球上少有的高智商生物，然而它卻是一個神經分佈鬆散的軟體動物。

這讓生物學家感到不可思議，為什麼章魚如此特殊，它的高智商究竟從何而來？未來有沒有可能發展出文明呢？
章魚到底有多聰明？
在大自然中， 章魚是優秀的偽裝高手，這不僅僅局限於它皮膚細胞的變色能力，它還 是海洋中少數會使用工具的軟體動物。比如有些章魚可以把貝殼拿起來當做盾牌使用，甚至有的學會了把兩瓣椰殼合起來藏匿其中。

而在人工飼養下的章魚表現出了更加驚人的能力。
它們可以快速掌握迷宮的出口位置，也可以擰開瓶蓋吃到裡面的食物。
讓人感到意外的是， 章魚的學習能力非常強。
如果把一隻新的章魚放進來，只是觀察老手章魚的行為，新章魚也會立刻領悟到擰瓶蓋的訣竅。

 關於章魚聰明才智的報導比比皆是，它們可以使用工具，發洩情緒，把其他小動物當成玩具一樣玩耍，甚至還可以分辨不同的人類。 這些都是高等智慧生物才有的特徵，章魚究竟是怎麼做到的呢？

章魚有9個大腦 無脊椎動物有一個共同的特點，就是神經元分散在身體的各處，沒有高度集中。
比如說很多昆蟲，就算去掉了頭，身體也能活動一段時間，這就是神經元不集中的表現。

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一般情況下，不集中的神經元可以幫助無脊椎動物建立條件反射，更快躲避危險。 比如說蒼蠅，它們腳上的纖毛一旦感受到氣流變化，腿就會自己起跳，接著中樞神經才會反應過來開始飛行。不過這對高等智慧的發展卻是有害的，因為身體沒法統一調配，就很難發展出複雜的大腦。但 章魚卻反其道而行之，硬是演化出了一種「各行其道」的神經調配方式。


簡單來說， 章魚有九個大腦，可以簡單地理解成中央大腦和八個分次級大腦。
其中中央大腦最發達，大約由2億個神經元組成，而其他分散在8個觸手中的大腦分攤了剩下的3億神經元。

這讓章魚控制自己的運動和我們完全不同。

比如說我們想要動動手指，命令直接由大腦發出，並且在小腦的配合下，完成了整個動作。
但是 章魚想要動動腕足就不同了，首先中央大腦發出指令，之後傳給次級大腦，由它們自己決定到底該怎麼動，以及動幾根腕足。這樣做到底有什麼好處？其實只要看看章魚複雜靈活的動作就能找到答案。


一隻章魚需要控制八條腕足活動，還有上面數百個微小的吸盤，以及皮膚的顏色好偽裝自己。
如此複雜的身體如果要讓有脊椎動物操控，你可能就沒有空閒去想別的問題了。 
脊椎動物為了靈活控制四肢活動，最終演化出了專管運動的小腦，好讓大腦可以騰出空來思考其他的問題。

    既然控制這些腕足活動費神費力，那麼不如 像小腦一樣，把這些動作外包出去，讓次級大腦自己決定，這樣中央大腦就可以把注意力集中在思考和決策上。

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這對一種神經元數量很少的動物來說非常重要。

章魚用這套神經系統，讓2億神經元空出來專心思考，結果成為了軟體動物中智商最高的物種。 而且和人類一樣， 章魚也可以自行編輯部分基因，來調控自己的神經細胞。

    章魚可以「編輯」基因 基因在指導生命活動時一般會遵循「中心法則」。
DNA就像一棟大廈的設計藍圖，它會通過解鏈轉錄的方式，在生物酶的配合下，把自己記錄的遺傳信息轉錄給mRNA。
再由mRNA依照圖紙「組裝」出蛋白質，生成整棟大廈的一個零件，完成整個搭建過程。 不過有時候，mRNA並不會忠實得按照設計圖紙生成蛋白質，它們會在有些酶的配合下，改變一兩個堿基順序，製造出和圖紙不符的蛋白質。這種現象在自然界很常見，因為根據環境的變化， 生物體內酶的含量有所不同，這樣細胞的生產生活就可以按照環境變化來生產蛋白質。不過，把這種機理用在神經細胞上的，目前可知的只有人類和章魚。  

 在人體中， 有一種稱作ADAR2的酶，可以改變mRNA的基因序列，控制神經細胞上鈣離子通道的多少。 鈣離子對神經發育非常重要，比如前面提到的原鈣粘蛋白就需要有鈣離子才能合成。不過神經元中的鈣離子含量也不能太多，否則會讓神經細胞衰變壞死。所以ADAR2對我們來說非常重要。如果一個人身體中缺乏這種酶，神經就會大量凋亡，出現神經退行性病變，比如漸凍症就是其中一例。

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 而章魚的mRNA的編輯能力遠超我們的想象。
它可以根據環境溫度的變化，改變神經元中鉀離子通道的多少。這樣做是為了提高在寒冷地區神經之間傳遞信號的速度。斯坦福大學的Josh Rosenthal經過研究發現， 章魚的mRNA編輯能力並不局限於離子通道，它的大部分大腦蛋白基因的序列都會被編輯，其中有很多是用來控制神經元突觸間隙的蛋白。這或許才是章魚如此聰明的關鍵，但可惜的是，現在這套推論只是一個假像。想要完全搞明白章魚基因編輯的奧秘，科學家顯然還需要更多的時間。  

 到此，我們大致梳理出了章魚聰明的原因。它有非常特殊的神經調配方式，分出了9個大腦各司其職，好讓中央大腦專門決策。它還有比人類還要複雜的腦回路連接方式，神經元也可以根據環境變化做出調整，編輯mRNA。這不禁讓人感到害怕。  

章魚已經在地球上演化了5億年， 為什麼還沒有變成高等智慧生物？以後有沒有可能超越人類呢？ 為何章魚沒發展出文明？ 儘管章魚足夠聰明， 但它們還是比不上最接近人類的黑猩猩。這裡面的一個關鍵點是，黑猩猩是社會性動物，每個個體的知識都有傳承下來的可能。

     比如說幼年的黑猩猩，可以通過觀察成年黑猩猩的行為學會用木棍吃螞蟻，以及拿石頭砸堅果等等技能。但章魚並不是社會性動物，它們從幼年開始就是獨立生活，所有本領都是自己一個人摸索出來的。

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如果知識沒有辦法傳承，再聰明的生物也不可能發展出高度複雜的文明。
其中還有一個典型的例子就是烏鴉。現在發現，有少部分烏鴉學會了在水面上放麵包屑捕魚的技能。而這個技能，正在被更多的烏鴉學會，因為它們喜歡群居，也善於觀察和學習。

    不過，限制章魚發展智慧最多的，還是身為軟體動物的悲哀。儘管它用一系列方法，把神經元的利用效率發揮到了極致， 但它的腦神經只有5億個，而人類有120到140億個神經元，差了2個數量級。章魚若想變成高等智慧生物，依舊要有一個足夠大的大腦才行。 但是，它的演化之路似乎進到了一個死胡同裡。 因為海洋中的氧氣含量嚴格限制了章魚神經元的數量。陸生生物有一個先天優勢，就是用肺呼吸可以獲得更多的氧氣。比如人在靜坐的時候，每分鐘的耗氧量大概在250ml，大腦消耗掉了其中的25%，是所有器官中耗氧量最大的。平均每天，人的大腦要消耗掉900克的氧氣，才能正常活動。

    但是 海水含氧量很低，每升水中大概只有4到8毫升的氧氣。如果章魚有了人的大腦，那麼它每分鐘起碼要用腮過濾68升的海水，才足夠支撐起一個超凡的大腦。

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從體型上來看，這顯然是不可能的。而且 章魚脆弱的身體只適合在海洋中生存，演化成陸生同樣艱難。所以在未來，章魚應該還是和現在一樣，很難再變得更加聰明了。

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