摘要：在海洋的复杂环境中，章鱼展现出的运动能力堪称自然界的工程奇迹。佛罗里达大西洋大学与伍兹霍尔海洋生物实验室的联合研究团队通过对野生章鱼近7000次手臂变形的详细分析，首次揭示了这些海洋智者如何精确协调八只手臂完成从伪装到狩猎的复杂任务。这项发表在《科学报告》上的

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250912195130.htm

在海洋的复杂环境中，章鱼展现出的运动能力堪称自然界的工程奇迹。佛罗里达大西洋大学与伍兹霍尔海洋生物实验室的联合研究团队通过对野生章鱼近7000次手臂变形的详细分析，首次揭示了这些海洋智者如何精确协调八只手臂完成从伪装到狩猎的复杂任务。这项发表在《科学报告》上的突破性研究，不仅重新定义了我们对章鱼生物学的认知，更为软体机器人和神经科学领域提供了革命性的启示。

研究人员在六个不同的浅水栖息地——五个位于加勒比海，一个位于西班牙——对三种野生章鱼进行了深入观察。通过分析25个视频记录中的近4000次手臂运动，科学家们发现了章鱼手臂使用的一个惊人模式：尽管每只手臂都具备执行所有类型动作的能力，但它们遵循着明确的功能分区原则。

前沿探索与后方支撑的完美配合

章鱼像精密工具一样挥舞着手臂，每只章鱼都能够进行多种动作，但又巧妙地专业化。从隐身伪装到合作狩猎，他们的策略揭示了适应性和控制力的惊人结合。图片来源：Shutterstock

这项研究最重要的发现之一是章鱼手臂的功能专业化模式。研究显示，前臂主要承担探索功能，负责感知环境、寻找食物和识别威胁。相比之下，后臂则专注于运动支撑，为整体的移动和姿态控制提供动力基础。这种分工合作的策略使得章鱼能够在复杂的海洋环境中实现高效的多任务处理。

佛罗里达大西洋大学海洋实验室研究员切尔西·本尼斯博士解释说，野外观察显示章鱼使用不同的手臂动作组合来完成各种任务。有时仅用一只手臂执行抓取食物的动作，有时则协调多只手臂进行爬行或实施"降落伞攻击"——这是章鱼用来捕捉猎物的精妙狩猎技术。

更令人惊叹的是，章鱼展现出的协调能力远超预期。单个手臂可以同时执行多种运动模式，而不同的手臂运动可以在多个手臂上精确协调，展示了它们复杂的运动控制系统的精密程度。这种能力使得章鱼能够在开阔环境中熟练运用多只手臂进行伪装，例如模仿移动的岩石或漂浮的海藻，从而有效躲避捕食者的追捕。

四种基本变形的精密组合

通过对观察数据的深入分析，研究人员识别出了12种不同的手臂动作模式，这些动作涉及四种基本的手臂变形：缩短、拉长、弯曲和扭转。每种变形都有其特定的功能和应用场景，而它们的组合使用则创造出了章鱼令人叹为观止的运动能力。

在近7000次观察到的手臂变形中，每只手臂都能够执行所有四种基本变形类型。然而，研究发现每只手臂的不同区域存在明显的功能专业化：近端区域（最靠近身体的部分）、内侧区域（中间部分）和远端区域（手臂尖端）分别专门从事特定类型的变形动作。

这种区域专业化反映了章鱼运动控制系统的精密设计。弯曲动作主要发生在手臂尖端附近，这使得章鱼能够精确地操控物体和探索细小的空间。而拉长动作则更频繁地发生在靠近身体的区域，为整体的运动提供强有力的推进力。

栖息地适应性的进化智慧

研究涵盖的六个章鱼栖息地展现出了截然不同的环境特征，从光滑的沙质海底到高度复杂的珊瑚礁环境。这种环境多样性为理解章鱼手臂使用的适应性策略提供了宝贵的机会。

伍兹霍尔海洋生物实验室的高级科学家罗杰·汉隆博士强调，深入自然世界进行研究的重要性不容忽视。他指出，实地考察虽然极具挑战性，需要相当的运气才能观察到有效的自然行为，但这种研究方法对于理解动物的真实行为模式至关重要。

章鱼在不同环境中展现出的手臂使用策略充分体现了它们的进化智慧。除了觅食和运动之外，它们的手臂力量和灵活性对于建造栖息地、抵御捕食者以及在交配过程中与竞争对手较量都发挥着关键作用。这些多才多艺的能力使得章鱼能够在广泛的海洋栖息地中成功繁衍生息。

跨学科应用的无限潜力

这项研究的意义远远超出了海洋生物学的范畴。章鱼手臂协调机制的深入理解为多个科学和工程领域开辟了新的发展路径。在软体机器人领域，章鱼的运动策略可以启发新一代灵活机械臂的设计，这些机器人能够在复杂环境中执行精密操作任务。

神经科学领域同样可以从这项研究中获得宝贵启示。章鱼作为神经功能最复杂的无脊椎动物之一，其运动控制机制的研究有助于科学家们更好地理解分布式神经网络如何协调复杂的运动模式。这种理解可能为开发新的神经康复技术和人工智能系统提供重要参考。

动物行为学领域也将从这项研究中受益匪浅。章鱼展现出的精密运动控制能力揭示了无脊椎动物认知能力的复杂性，挑战了传统的动物智能理论框架。

本尼斯博士表示，了解这些自然行为不仅加深了我们对章鱼生物学的认识，还在神经科学、动物行为学乃至受这些非凡生物启发的软体机器人等领域开辟了令人兴奋的新研究方向。

这项研究代表了海洋生物学研究方法的重要进步，通过将精密的行为分析与野外观察相结合，为理解复杂生物系统的运作机制提供了新的范式。随着技术的不断发展和研究方法的日益完善，我们有理由期待在不久的将来能够更深入地了解这些海洋智者的奥秘，并将这些发现转化为推动人类科技进步的动力。

来源：人工智能学家