章魚觸摸物體表面，同時也在偵測表面的微生物訊號

章魚理解周遭世界時，會把手臂伸進岩縫、洞穴、珊瑚隙縫裡，在看不清楚的情況下摸索環境。牠們手臂吸盤上存在數十種化學觸覺受體（chemotactile receptor），會嘗試觸摸獵物或物質表面上的微生物來判斷接下來要如何進行下一個行為。 

研究對象為加州雙斑蛸（Octopus bimaculoides）（圖片來源：Jeremyse，CC0 1.0 公共領域）

一項研究中研究者先從章魚生態上最重要的兩類目標下手，第一類是食物來源，主要是螃蟹；第二類則是章魚自己的卵。這兩類東西對章魚來說都十分重要，但螃蟹不是只要「像食物」就行，章魚還得分辨這是活體、可吃的新鮮獵物，還是已經腐敗、可能帶來風險的來源；卵也不是只要「是卵」就可以，母章魚還必須辨別哪些卵值得持續照護，哪些卵應該被清除，而微生物群，正好就是最能反映表面狀態的訊號層。

當使用掃描式電子顯微鏡去看這些表面，可觀察到活螃蟹外殼上的微生物相對稀少，但腐敗中的螃蟹表面，明顯被各種形態的細菌覆蓋。章魚卵也是一樣，受到母體照護的卵囊表面，和被排除、被拒絕的卵囊表面，其微生物組成也不同。這些差異透過微生物的遺傳物質定序確認，不同表面、不同狀態確實帶有不同的微生物群落組成。

接下來，他們從螃蟹與卵表面分離出大量可培養的細菌，然後測試這些菌株分泌的小分子是否會活化章魚的化學觸覺受體。結果確實有特定細菌會釋放能直接活化這些受體的化學物質，而且不同菌株對不同受體的作用有選擇性。其中一種章魚受體名叫 CRT1，對某些來自螃蟹與卵相關菌株的分泌物反應特別明顯。

（章魚的 CRT1 受體的三維結構，PDB ID: 8EIS）

來自螃蟹相關細菌的主要是 β-咔啉（β-carboline）類分子；來自卵相關細菌的則是光色素（lumichrome），屬於黃素類（flavin）分子。這些化學物質足以被單一章魚受體識別，並引發神經與行為反應。

β-咔啉分子結構（圖片來源：Fvasconcellos，CC0 1.0 公共領域）

光色素分子結構（圖片來源：MERK，CC0 1.0 公共領域）

這兩類分子都能進入 CRT1 的疏水性結合區，但它們和該受體互動的細節並不一樣，結合構型也不同，因此儘管是同一受體，活化章魚手臂神經活動也會有部分差異，不過都能讓章魚對接觸的物體做出快速判斷。來自腐敗螃蟹相關微生物的分子，會降低章魚吸盤對表面的黏附傾向，等於讓章魚在接觸後比較不會抓住這個東西。研究者也試著將這些微生物的分子加到假的螃蟹模型上，章魚一開始還是會先靠近、先摸，但在真正接觸之後，牠們會更傾向避開這些帶有腐敗微生物訊號的假螃蟹。而在母性照護的部分，實驗也將光色素加入到假的章魚卵模型上，馬上讓正在抱卵的章魚快速把卵模型排除出去。這是一個非常漂亮的因果證據，本身就足以讓章魚改變行為決策。

這些反應就比如我們舌頭上的味覺受體，一接觸到物質表面就能馬上感受到該物質討不討喜。這研究讓我們重新思考動物感官到底在感知什麼，章魚接觸物體時，其實也同時在嚐嚐物品是不是值得保留或取食。

作者：水也佑

參考文獻：

Sepela RJ et al. (2025). Environmental microbiomes drive chemotactile sensation in octopus. Cell.