原創(chuàng) 李萍

在海洋生物的演化歷史長卷中，頭足動(dòng)物（章魚、烏賊、魷魚、鸚鵡螺等）給我們留下了一個(gè)令人費(fèi)解又驚艷的謎題：它們擁有世上頂尖的偽裝能力，能夠瞬間融于復(fù)雜多彩的環(huán)境，甚至用絢麗的色彩彼此交流，然而，科學(xué)研究指出，它們可能是“色盲”。

章魚模擬環(huán)境 / NOAA's National Ocean Service, Public domain

這似乎是一個(gè)悖論，但大自然總是以出人意料的方式提供答案。

“色盲”之疑：單一感光細(xì)胞的局限

傳統(tǒng)視覺理論認(rèn)為，色彩視覺需要至少兩種類型的感光細(xì)胞（如人類有感知長、短、中波的三種視錐細(xì)胞）來比較不同波長的光。然而，頭足動(dòng)物的眼睛里只有一種類型的感光細(xì)胞。這意味著從生理結(jié)構(gòu)上看，它們無法區(qū)分顏色，眼中的世界應(yīng)是明暗不同的灰度圖。

這就引出了核心問題：如果無法區(qū)分顏色，它們?nèi)绾文芫_地模仿出色彩和圖案？

突破瓶頸：兩大假說爭鳴

科學(xué)家提出了兩種主要假說，試圖解決這個(gè)矛盾。

假說一：皮膚“看”世界

研究發(fā)現(xiàn)，頭足動(dòng)物的皮膚中遍布光敏蛋白——視蛋白，這種蛋白與眼中所用的完全相同。這意味著它們的皮膚可能具備獨(dú)立感光的能力。但問題在于，它們的皮膚感光器同樣只有一種類型，理論上依然無法辨色。這一假說雖吸引人，但尚未能完全解釋頭足動(dòng)物色彩識別機(jī)制。

假說二：巧用“色差”物理現(xiàn)象

這是更為激進(jìn)卻更具說服力的理論。

色差（chromatic aberration）是常見的光學(xué)現(xiàn)象：不同顏色（波長）的光穿過透鏡后無法聚焦于同一點(diǎn)，從而導(dǎo)致成像模糊或邊緣出現(xiàn)色散（如彩虹邊）。

色差示意圖 / Bob Mellish, CC BY-SA 3.0, Unaltered

人類設(shè)計(jì)相機(jī)和眼鏡時(shí)總是極力修正這一缺陷，而頭足動(dòng)物則反其道而行之——它們可能主動(dòng)利用并放大色差來“編碼”顏色信息。

它們的瞳孔形狀極為特殊，例如，章魚的瞳孔是狹長的水平裂縫，烏賊的近似W形。計(jì)算模型顯示，這種離軸且不對稱的瞳孔結(jié)構(gòu)會(huì)極大地增強(qiáng)色差效應(yīng)。通過細(xì)微地調(diào)整晶狀體的焦距（類似相機(jī)對焦），它們便能根據(jù)圖像模糊程度和色散模式反向推算出物體的顏色。

換句話說，它們不是“看見”顏色，而是“算出”顏色。

上：章魚瞳孔 / Becky A. Dayhuff, Public domain；下：烏賊瞳孔 / Ventus55, CC BY-SA 3.0, Unaltered

偏振光視覺：另一個(gè)維度的感知

除了在色彩感知上另辟蹊徑之外，頭足動(dòng)物還擁有人類幾乎無法想象的一種“超能力”：極致的偏振光視覺（polarization vision）。

它們的感光細(xì)胞以精確的柵格狀排列（水平與垂直交替），如同內(nèi)置了先進(jìn)的偏振濾鏡。這使得它們能清晰感知光波的振動(dòng)方向，即偏振信息。

這項(xiàng)能力有何優(yōu)勢？

• 穿透水體 水會(huì)迅速吸收和散射光線，導(dǎo)致水下色彩失真、視野模糊。但偏振光在水下傳播時(shí)更為穩(wěn)定，能傳遞更遠(yuǎn)距離且更清晰。
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• 消除反光 就像偏振太陽鏡能消除水面眩光一樣，章魚能看透玻璃后的物體或隱藏在反光下的獵物。
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• 秘密通信 一些研究者認(rèn)為，頭足動(dòng)物皮膚上快速變化的圖案可能包含了人類看不見的偏振光信號，從而構(gòu)建了一套私密的通信系統(tǒng)，既能傳遞信息，又不易被天敵察覺。

結(jié)語：重新定義“看見”

頭足動(dòng)物的視覺奇跡給予我們深刻的啟示：“看見”世界的方式從來不止一種。

它們拋棄了傳統(tǒng)的色覺路徑，轉(zhuǎn)而將物理光學(xué)缺陷轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢，并開發(fā)出人類感官無法觸及的偏振光維度。它們的視覺系統(tǒng)是一個(gè)精心設(shè)計(jì)的、與大腦和皮膚緊密聯(lián)動(dòng)的信息處理中心。

相關(guān)研究不僅關(guān)乎章魚等頭足動(dòng)物，更挑戰(zhàn)著我們對生物感知、神經(jīng)計(jì)算和演化適應(yīng)性的傳統(tǒng)認(rèn)知。我們接下來應(yīng)當(dāng)重新審視的，或許就是那些曾被簡單地貼上“色盲”標(biāo)簽的其他生物。在它們身上，可能同樣隱藏著精彩絕倫的感知宇宙。

科學(xué)家認(rèn)為海豚也是“色盲”，它們?nèi)鄙俑兄{(lán)色光線的視錐細(xì)胞 / NASA, Public domain

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