新的研究表明,對於章魚來說,改變顏色所燃燒的熱量與人類每磅慢跑 30 分鐘所消耗的熱量相當。
章魚是偽裝大師,它們會瞬間改變顏色來嚇唬掠食者,。但這種顏色轉變的能量消耗仍然是個謎。
現在,生物學家第一次測量了這些動物在整個音調轉變中實際使用了多少能量。這項發現可以讓科學家更了解這些動物的生物學。
「所有動物的適應都會帶來好處和代價,」研究資深作者科特·翁謝克,華盛頓瓦拉瓦拉大學的一位海洋生物學家和生物學教授告訴《生活科學》。 「我們對章魚變色系統的好處了解很多,但到目前為止,我們對成本幾乎一無所知。透過了解章魚變色的成本,我們可以更好地了解哪些類型的權衡章魚的行為是為了隱藏自己。 」
像許多其他人一樣章魚的皮膚上有一組特殊的小器官,稱為色素細胞。
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Onthank 說:“每個色素細胞都是一個小的、有彈性的色素囊,上面附著著肌肉射線,就像輪輻附著在輪轂上一樣。” “當肌肉放鬆時,色素囊會塌陷成一個小點,通常小到看不見。當肌肉收縮時,色素囊會在一小塊皮膚上伸展,並且可以看到裡面的顏色。”
每個色素細胞就像是螢幕上的一個微小像素。 Onthank 說:“章魚的皮膚上每平方毫米有 230 個色素細胞。” “綜合考慮,4K 13 吋筆記型電腦顯示器每平方毫米大約有 180 個像素。”
為了改變顏色,這些像素狀器官中成千上萬的微小肌肉會收縮。 「透過用神經系統控制每個色素細胞,它們(章魚)可以創造出非常精緻且令人印象深刻的偽裝或展示,」昂坦克說。
11 月 18 日發表在期刊上的新研究美國國家科學院院刊Onthank 和第一作者 Sofie Sonner 收集了 17 隻紅寶石章魚的皮膚樣本,這是華盛頓州沃拉沃拉大學碩士論文的一部分。冬凌章魚)並測量色素細胞擴張和收縮期間的耗氧量。然後他們將其與每隻章魚的靜止代謝率進行比較。
研究發現,章魚平均每小時消耗約 219 微摩爾的氧氣來完全改變顏色,這與它們在休息時執行所有其他身體功能所消耗的能量大致相同。
Onthank 表示,透過擴大計算範圍以匹配人體表面積,如果我們的物種擁有變色章魚皮膚,那麼我們每天會額外燃燒大約 390 卡路里的熱量來改變顏色——大約是
章魚和頭足類動物並不是唯一可以改變顏色的動物。 「快速的顏色變化在多種動物類群中獨立進化了多次,包括兩棲動物、爬行動物、魚類、節肢動物和軟體動物,這顯示了其廣泛的適應性意義,」桑納告訴《生活科學》。
然而,頭足類的顏色轉變更快、更精確。 「大多數其他能快速改變顏色的動物,例如變色龍,都使用荷爾蒙來控制細胞內的系統和色素,」昂桑克說。他補充說,這些方法速度較慢,但可能使用的能源也較少。
研究人員希望利用他們的系統來測量其他頭足類物種以及深海章魚的能量消耗,以便更好地了解這些能量權衡,進而獲得對章魚生物學的新見解。