章鱼在改变颜色时燃烧的卡路里比你在 25 分钟跑步中消耗的卡路里还要多

海洋生物学家有史以来第一次测量了章鱼改变颜色真正需要多少能量——而且这个能量很多。

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新的研究表明，对于章鱼来说，改变颜色所燃烧的热量与人类每磅慢跑 30 分钟所消耗的热量相当。

章鱼是伪装大师，它们会瞬间改变颜色来吓唬捕食者并躲避猎物。但这种颜色转变的能量消耗仍然是个谜。

现在，生物学家第一次测量了这些动物在整个音调转变中实际使用了多少能量。这一发现可以让科学家更多地了解这些动物的生物学。

“所有动物的适应都会带来好处和代价，”该研究的资深作者Kirt Onthank（华盛顿瓦拉瓦拉大学的海洋生物学家和生物学教授）告诉《生活科学》。 “我们对章鱼变色系统的好处了解很多，但到目前为止，我们对成本几乎一无所知。通过了解章鱼变色的成本，我们可以更好地了解哪些类型的权衡章鱼的行为是为了隐藏自己。”

与许多其他头足类动物一样，章鱼的皮肤上有一组特殊的小器官，称为色素细胞。

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Onthank 说：“每个色素细胞都是一个小的、有弹性的色素囊，上面附着着肌肉射线，就像轮辐附着在轮毂上一样。” “当肌肉放松时，色素囊会塌陷成一个小点，通常小到看不见。当肌肉收缩时，色素囊会在一小块皮肤上伸展，并且可以看到里面的颜色。”

每个色素细胞就像屏幕上的一个微小像素。 “章鱼的皮肤上每平方毫米有 230 个色素细胞，”Onthank 说。 “从上下文来看，4K 13 英寸笔记本电脑显示器每平方毫米大约有 180 个像素。”

为了改变颜色，这些像素状器官中成千上万的微小肌肉会收缩。 “通过用神经系统控制每个色素细胞，它们（章鱼）可以创造出非常精致且令人印象深刻的伪装或展示，”昂坦克说。

这项新研究于 11 月 18 日发表在PNAS杂志上，Onthank 和第一作者 Sofie Sonner（她在华盛顿州瓦拉瓦拉大学的硕士论文中进行了这项研究）收集了皮肤样本17 只红宝石章鱼 (Octopus rubescens) 并测量了色素细胞扩张和收缩过程中的耗氧量。然后他们将其与每只章鱼的静息代谢率进行比较。

研究发现，章鱼平均每小时消耗约 219 微摩尔的氧气来完全改变颜色，这与它们在休息时执行所有其他身体功能所消耗的能量大致相同。

Onthank 表示，通过扩大计算范围以匹配人体表面积，如果我们的物种拥有变色章鱼皮肤，那么我们每天会额外燃烧大约 390 卡路里的热量来改变颜色——大约相当于完成 23 分钟的跑步.

章鱼和头足类动物并不是唯一可以改变颜色的动物。 “快速的颜色变化在多种动物类群中独立进化了多次，包括两栖动物、爬行动物、鱼类、节肢动物和软体动物，这显示了其广泛的适应性意义，”桑纳告诉《生活科学》。

然而，头足类动物的颜色转变更快、更精确。 “大多数其他可以快速改变颜色的动物，如变色龙，都使用激素来控制细胞内的系统和色素，”昂桑克说。他补充说，这些方法速度较慢，但可能使用的能源也较少。

研究人员希望利用他们的系统来测量其他头足类物种以及深海章鱼的能量消耗，以更好地了解这些能量权衡，进而获得对章鱼生物学的新见解。