章鱼可能是自然界的终极怪人:它们有黏糊糊的身体，可以挤过微小的裂缝;八只可以再生的覆盖着吸盘的手臂;三个心脏通过血管输送富含铜的蓝色血液;与其他无脊椎动物相比，它们拥有巨大的、甜甜圈状的大脑，这让它们拥有更高的智力。但章鱼最令人敬畏的特征可以说是它们能够迅速改变颜色，融入周围环境，随心所欲地伪装自己。

伪装是几乎所有头足类动物都具备的一项重要技能——这是一种海洋无脊椎动物，包括鱿鱼和乌贼——但章鱼把它提升到了一个全新的水平。这些动物拥有所有头足类动物中最高的分辨率模式，并在整个动物王国中显示出一些最快的颜色转换。(章鱼目大约有300种。在本文中，术语“章鱼”是用来描述整个群体的总体趋势，但并不是每个物种都能改变颜色，它们使用的伪装机制也不同。)

自科学诞生之初，章鱼对伪装的精通就一直令研究人员感到困惑。大约2400年前，被认为是现代科学奠基人之一的古希腊哲学家亚里士多德记录下了对章鱼伪装的详细观察，他是已知的第一个这样做的人。尽管章鱼的伪装已经被研究和观察了几个世纪，但直到最近才有很多进展。

原因如下:头足类动物的颜色变化是一个复杂的过程，涉及许多不同的微观成分。这使得几乎不可能准确地回答它是如何工作的。然而，在过去的几十年里，尖端技术已经使研究人员能够“梳理”头足类动物伪装的各个组成部分，现在开始了解它们是如何工作的。

是什么让章鱼变色?

章鱼可以改变颜色，因为它们有色素体——点缀在章鱼皮肤上的微小的变色器官。

在每个色素体的中心都有微小的囊，囊内充满了一种叫做黄质的色素纳米颗粒。色素囊被弹性基质包围，而弹性基质又与肌肉细胞相连，这些肌肉细胞以尖尖的星形包围色素囊。当这些肌肉细胞收缩时，色素囊伸展，使更多的光线进入细胞并反射黄质颗粒。因为黄素吸收可见光的特定波长或颜色，它反射出的光与最初进入细胞的光相比是不同的颜色。

章鱼的皮肤有三层色素体，每一层都有黄色素颗粒，可以反射出不同的颜色。顶层产生黄色，中间层反射红色，底层产生棕色。章鱼可以通过改变每一层色素体的形状来组合这些颜色，这使得章鱼能够创造出各种各样的颜色。

根据物种的大小，每个色素体可以有数万个甚至数百万个，由章鱼大脑的直接神经信号控制，导致囊周围的肌肉收缩或放松，改变其形状。这就像你弯曲二头肌一样，你的大脑发出信号，二头肌就会弯曲。有了色素体，章鱼的大脑发出信号，拉动这些肌肉，打开这些囊，然后改变皮肤的颜色。

鱿鱼的色素体随着Cypress Hill乐队的歌曲《大脑里的疯子》的节奏收缩和放松。在这种情况下，音乐的振动被色素体肌肉误解为神经信号。

色素体并不是唯一参与变色的结构。某些章鱼皮肤上的其他器官，被称为虹彩团和白色团，可以帮助增强或改变它们产生的颜色。

虹彩体比色素体稍大一些，帮助章鱼创造出更加发光和金属的颜色。虹彩团中含有一种名为反射素的蛋白质，它堆积在虹彩团中，产生镜面效应。白质团在大小上与色素团相似，但有专门的白色色素，而不是黄质，它们散射或折射光线，帮助控制颜色的对比度和亮度。虹膜团和白质团都是通过大脑的神经信号来扩张和收缩的，就像色素团一样。

章鱼的皮肤中也有帮助它们改变纹理的机制，这为它们的伪装增加了另一层。它们有被称为乳头的小肿块，可以放松，使皮肤像海藻一样光滑，或收缩，使皮肤像岩石一样粗糙。乳头也受来自大脑的神经信号控制，但这种质地变化过程比颜色变化更不为人所知。

是什么让章鱼如此擅长改变颜色?

许多动物都依靠伪装，但章鱼却独来独去，这主要是因为它们能在截然不同的颜色之间快速准确地转换。最快的转换速度在100毫秒(0.1秒)以下，比一眨眼的时间还快。

相反，变色龙需要几秒钟到一分钟以上的时间才能完全改变颜色。

章鱼能做出如此快速的颜色变化，是因为它们的大脑与皮肤表面有很深的联系。它们有这些非常快速的信号机制，能够在全身发出‘这里打开’和‘那里关闭’的信号。

大脑和皮肤之间相互联系的主要原因是，与大多数动物的大脑不同，章鱼的大脑并不局限于单个区域(比如头部)。除了甜甜圈形状的大脑，章鱼的全身和手臂上都有“脑袋”或节点。研究人员认为，这使得章鱼的每一条手臂都有自己的思想，这可能在颜色变化中发挥作用。然而，试图理解这是一个完全不同的研究领域。

每平方英寸的皮肤上，章鱼比乌贼和乌贼有更多的色素体，这有助于它们创造出比其他头足类动物更高分辨率的图案。

然而，头足类动物的伪装仍有一个未解之谜:它们如何如此善于将自己的肤色与周围环境相匹配。尽管它们有能力创造出各种不同的颜色，但大多数章鱼和其他头足类动物实际上是色盲。章鱼的眼睛只有一种光感受器，这些细胞将光转换为神经信号，这意味着它们只能检测到光强度的差异。(人眼有四种感光器。)

一种可能的解释是，章鱼的眼睛可以在没有感光器的情况下看到颜色。章鱼眼睛中有我们不熟悉的额外受体类型，可以使头足类动物以不同于人类和其他动物的方式看到颜色。

也有理论认为，皮肤中的光感受器可以帮助章鱼匹配周围的颜色。先前的研究表明，章鱼的前肢可以在章鱼看不见的情况下对光线强度的变化做出反应。然而，目前还没有证据表明这有助于它们看到颜色。

了解章鱼是如何变色的非常具有挑战性，因为由于它们的智力，研究人员不允许在它们活着的时候对它们进行实验。(章鱼被认为是聪明的，因为它们可以解决复杂的问题，使用工具和感知疼痛。)在英国，曾有人提议将章鱼和鱿鱼列为有知觉的生物。

为什么章鱼需要伪装?

虽然章鱼的伪装机制仍在研究中，但科学家们对这些令人敬畏的动物变色的原因有了更好的理解。

章鱼没有外部保护，对捕食者来说，章鱼是一种“不受保护的蛋白质”，这意味着海洋里的所有的生物基本上都在寻找它们。

从进化的角度来说，章鱼没有选择，没有物理保护，它必须进化出不被发现的方式。

有些章鱼发展出了其他的隐藏方式。例如，难以捉摸的玻璃章鱼已经失去了所有的色素体，变得几乎完全透明。然而，对于依赖颜色变化的物种来说，适应它们的颜色是一种与生俱来的能力，从它们出生的那一刻起就可以做到。

伪装还有其他用途，比如打猎。它是一种防御能力，但这并不意味着偷偷接近某物是没有用的。

除了不被猎物发现外，章鱼还可以使用令人吃惊的表现方式，它们打破伪装，在迅速捕获猎物之前，用剧烈的、快速的颜色变化把猎物打晕。

乌贼利用皮肤上的颜色来进行个体间的交流。一些章鱼也会这样做，它们可以在繁殖过程中产生纯色条纹来吸引配偶或警告竞争对手，但这比其他头足类动物的交流方式更基本。然而，章鱼往往是非常反社会的动物，很少与其他章鱼互动，所以它们不太需要交流。

也就是说，章鱼有时会用它们的颜色与其他动物交流。蓝环章鱼——四种微小但毒性极强的章鱼，会产生明亮的发光环，警告动物远离它们，以免中毒。

2019年，科学家捕捉到一只名叫海蒂的章鱼在睡眠中改变颜色的视频，这引发了人们的猜测，章鱼可能在做梦时也会改变颜色。研究人员已经在章鱼身上发现了类似人类的睡眠周期，但并不是所有的研究人员都相信颜色的变化一定可以被标记为做梦。

虽然伪装是大多数章鱼与生俱来的能力，但研究人员怀疑，在章鱼的一生中，它们的伪装能力会变得更好，通常在一到两年左右。它们年轻的时候表现得很好，随着年龄的增长，他们会更好地理解其中的细微差别。随着时间的推移，它们还学会了将颜色变化与其他行为结合起来，比如隐藏在裂缝中或改变体型。

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