從《海底兩萬里》的巨型章魚，到流行文化中的“克總發(fā)糖”，頭足綱生物以發(fā)達的智力和靈活的觸手在人們對深海的恐懼之中穩(wěn)據(jù)一席之地。同時，花枝、小卷、章魚小丸子等高蛋白的代名詞似乎又暗示了這一種群面對的危機。

借助對光線和形狀的敏銳感受，頭足綱的動物們學(xué)會了利用所看見的背景對自身進行偽裝。它們利用色素細胞，改變皮膚的亮度和花紋，甚至還可以在皮膚表面形成突起，以便隱藏進周圍的珊瑚之中。

Roger Hanlon 教授是位來自于芝加哥的海洋生物實驗室（MBL）的進化生物學(xué)科學(xué)家，主要研究深海生物的保護色。在周二的 TED 分享中，他介紹了魷魚、章魚和烏賊這些無脊椎動物，在黑暗神秘的海洋之中，如何探索出一條獨特的進化之路。

在捕食和避免被捕食的鏈條當(dāng)中，變色偽裝對頭足綱來說是非常重要的保護手段。盡管它們大都是色盲，但利用對光線的敏銳感知和迅速的決策能力，它們能在 2 小時內(nèi)變換 200 余次偽裝。這對它們來說僅僅是日常。Hanlon 的研究發(fā)現(xiàn)，魷魚和烏賊可以直接利用皮膚感知光線，在它們皮膚的色素細胞中發(fā)現(xiàn)了生物體內(nèi)最主要的感光物質(zhì)——視蛋白。隨后的研究表明，章魚皮膚的神經(jīng)末梢中也存在著視蛋白。

感受到外界光線變化后，大腦迅速發(fā)出指令，魷魚和烏賊皮膚的色素細胞迅速變換顏色，而章魚的皮膚則在五分之一秒內(nèi)，通過肌肉收縮得到塊狀突起（papillae）。通過這些“才藝”，章魚可以模仿石頭或珊瑚的顏色和紋理，魷魚會讓皮膚發(fā)亮制造波光，烏賊甚至能將身體隱匿進復(fù)雜的棋盤背景當(dāng)中。

同樣的智慧體現(xiàn)在交配選擇上。烏賊在面對敵人和情人時會有兩副面孔，在情人的位置發(fā)生變化時，對應(yīng)的顏色也能夠八面玲瓏地迅速切換。

有研究表明，章魚的短期和長期記憶也很可觀：它們能在三到五次的學(xué)習(xí)中記住研究者設(shè)定的覓食路線，并將食物帶回巢穴?？茖W(xué)家們還觀測到了它們的快速動眼（REM）睡眠，這意味著它們有可能會做夢，在這個過程當(dāng)中，記憶被得以鞏固。

頭足綱與脊椎動物在大約六億年前分家，在海底進化出了高度發(fā)達的神經(jīng)系統(tǒng)。以章魚為例，它們的大腦呈環(huán)形圍繞食道，有 35 個額葉和 8000 萬個神經(jīng)元，皮膚中則有 3 億個神經(jīng)元，每一條觸手也都有著復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。曾經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，章魚遇到危險時可能會自行斷腕，而斷掉的腕足在離體十分鐘內(nèi)還能繼續(xù)爬行，據(jù)此認(rèn)為腕足有著相對獨立的“微型大腦”。但實驗證明，腕足的運動并非獨立完成，仍然要受中央大腦控制。

而這八只觸手和數(shù)百個吸盤的協(xié)調(diào)控制，以及隨時變形隱匿的能力，需要強大的計算能力，這可能源于復(fù)雜的大腦相關(guān)基因。沖繩理工學(xué)院對章魚的基因組測序表明，許多基因都含有被稱為原鈣粘蛋白的編碼，這種蛋白參與大腦環(huán)路的構(gòu)建，連接正確的神經(jīng)元。脊椎動物有 70 種原鈣粘蛋白和 100 余種相關(guān)鈣粘蛋白，而章魚體內(nèi)含有 168 種原鈣粘蛋白。另一組值得注意的基因名為“鋅指”，編碼的蛋白為鋅離子連接的指狀結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié) DNA 的轉(zhuǎn)錄，人類有 764 種鋅指，而章魚體內(nèi)高達 1790 種。這些基因的發(fā)現(xiàn)可能是章魚復(fù)雜智力的線索。

頭足綱的智慧不僅和它們高度發(fā)達的、和大腦相關(guān)的基因有關(guān)，還有賴于一種獨特的“中心法則”。

在生命體的構(gòu)建中，DNA 復(fù)制得到 RNA，RNA 再指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，進行復(fù)雜的生命活動。在人體或果蠅中，僅有不到 1% 的腦部蛋白質(zhì)的 mRNA 會有相應(yīng)修改，而章魚等頭足綱動物擁有高度發(fā)達的編輯 RNA 的能力，60% mRNA 都會得到編輯，進而影響蛋白質(zhì)的編輯和神經(jīng)元的響應(yīng)。這種 RNA 編輯的能力讓 DNA 的轉(zhuǎn)錄過程增加了更多的復(fù)雜性，有可能是章魚智力的關(guān)鍵。隨著數(shù)萬計被保存下來的 RNA 編輯位點被發(fā)現(xiàn)，頭足綱的聰明秘訣有待進一步闡明。

受這些智慧生物的啟發(fā)，Hanlon 教授及合作者開發(fā)出了會響應(yīng)環(huán)境變化而變形和變色的智能面料。他也認(rèn)為這些光敏成分在變色化妝品開發(fā)上也存在潛力，甚至在治療黑色素瘤和白癜風(fēng)上也具有指導(dǎo)作用。隨著對章魚大腦的進一步解謎，人類也許能從中得到靈感，借助克總的智慧指導(dǎo)人工智能的開發(fā)。

題圖來自 Bret Hartman / TED