科學人／食物有問題「章魚一摸就知道」！研究解謎判斷關鍵

圖／iStock

你有沒有過這樣的經驗：媽媽去市場買水果，總是輕輕一摸，就知道這顆甜不甜、新不新鮮？對人類來說，判斷食物好壞，除了看、聞，觸覺也扮演重要角色。對住在漆黑海洋深處、沒有鼻子的章魚來說，想要判斷食物好壞，「觸覺」是個重要的標準。

最近，由哈佛大學與加州大學聖地牙哥分校組成的研究團隊發現，章魚能透過吸盤上的特殊「化學觸覺」，感知微生物分泌的化學訊號，精準判斷食物和卵的好壞。這項成果已發表在國際頂級期刊《細胞》（Cell）上。他們以加州雙斑章魚爲對象，深入探索了牠們吸盤的奧秘。

「摸」得出味道的章魚吸盤

章魚的腕足對化學物質的感應能力一直都很強。過去觀察發現，牠們即使在看不見的情況下，也能精準地從岩石縫隙中找到食物。更神奇的是，章魚媽媽會定期檢查牠們的卵，並丟棄那些「沒希望」的壞卵，彷彿光靠觸摸就能辨別。這些現象都讓科學家好奇：章魚究竟怎麼辦到的？

研究團隊猜測，章魚吸盤上特有的「化學觸覺受器」（Chemotactile Receptors, 簡稱CRs）可能是關鍵。這些受器能感應到附着在物體表面、不易在水裡散開的微小分子。但章魚是怎麼區分「能吃的獵物」、「健康的卵」和「普通石頭」的呢？這一直是個謎。

問題出在微生物身上

爲了找出答案，研究團隊從章魚接觸的表面着手。他們觀察到，活螃蟹的甲殼上微生物稀少，而腐爛螃蟹的甲殼卻被豐富的微生物羣落包覆。同樣地，健康的章魚卵和被丟棄的壞卵，上面的微生物羣落也截然不同，壞卵上尤其富含螺旋狀細菌。這讓科學家們靈光一閃：難道是這些微生物影響了章魚的判斷？

於是，他們分離並培養了近300種海洋細菌，主要來自螃蟹甲殼和章魚卵。接着，他們把這些細菌分泌的小分子物質過濾出來，去測試章魚吸盤上的CRs。結果發現，不同細菌分泌的物質，確實能活化章魚的CRs，這強烈暗示微生物會「啓動」章魚特定的感官受器！

兩種關鍵「微生物信號」：H3C與LUM

在衆多微生物分泌物中，有兩種特別引人注目：一種是來自螃蟹相關細菌的「H3C」（harmane-3-carboxylic acid），另一種是來自卵相關細菌的「LUM」（lumichrome）。這兩種分子化學性質不同，但都能活化章魚吸盤的CRs。

更有趣的是，這些來自螃蟹和卵的微生物信號，甚至能讓離開章魚身體的腕足產生神經反應，並導致自主運動。這證明這些小分子確實會被章魚的「化學觸覺」系統偵測到！

Credit: Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.033

微生物的「悄悄話」改變章魚的決策

爲了證實微生物訊號會影響章魚行爲，研究人員將H3C與LUM分別塗抹在假螃蟹和假卵上。實驗中，章魚一碰到塗有H3C的假螃蟹就迅速避開，跟牠們遇到真正腐敗螃蟹時的反應一樣。而塗有LUM的假卵，則被章魚媽媽毫不猶豫地丟棄。

這些實驗證明，微生物信號足以驅動章魚特定的行爲，而且研究明確指出，章魚對於化學觸覺系統所表現出來的反應是「厭惡」的。這表示微生物能幫助章魚避開潛在有毒的腐爛食物，並識別出沒有活力的卵，從而保護牠們自己和後代。

這項研究展現了微生物如何透過化學訊息影響動物的行爲與演化。科學家認爲，這種「跨界交流」可能普遍存在，例如果蠅產卵或動物的配偶選擇，也可能受到微生物的影響。

（本文出自2025.07.08《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）