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一项突破性研究首次证明，无脊椎动物——加州双斑章鱼（Octopus bimaculoides）——能够利用镜子作为抽象空间工具，定位并捕获完全位于其直接视线之外的猎物。这一发现挑战了长期以来认为只有脊椎动物才具备复杂镜像认知能力的观点，为理解智能的趋同演化提供了关键证据。研究结果于2026年6月发表在《Current Biology》上。

实验设计：排除化学感受，纯视觉推理

为了确保章鱼仅依赖视觉信息而非其强大的化学感受能力，研究人员设计了一套精密的实验方案。章鱼拥有遍布全身的化学感受器，能够通过触觉“闻”和“尝”物体。因此，研究团队使用虚拟螃蟹投影代替真实猎物。在实验中，章鱼被放置在一个顶部和前部开放的起始箱中，面前放置一面镜子。虚拟螃蟹图像从章鱼身后左侧或右侧投影到箱壁上。章鱼需要观察镜子中的反射，然后做出180度转向，前往投影位置获取真实螃蟹奖励。结果令人震惊：三只章鱼成功选择了正确侧面的概率约为73%。“我们的发现首次证明无脊椎动物可以利用镜子理解环境以寻找猎物，” 该研究的第一作者、达特茅斯学院心理与脑科学系的博士生Mary Kieseler表示，她目前在瑞士弗里堡大学从事博士后研究。“这一技能此前仅在部分哺乳动物和鸟类等脊椎动物中被记录过。”

空间认知的趋同演化

研究还揭示了章鱼在任务中的学习能力。通过从上方追踪章鱼头部（外套膜）两眼之间的一个点，研究人员发现，虽然章鱼并不总是选择最短路径，但它们前往刺激位置的速度逐渐加快。这表明章鱼能够通过经验优化其空间导航策略。该研究的资深作者、认知神经科学家Peter Tse教授指出：“我们并非生来就知道如何使用镜子，而是学会如何使用镜子。就像新司机学习使用后视镜追踪其他车辆一样，章鱼也能学会如何利用镜子推断世界中的物体位置。” 更重要的是，这一发现为趋同演化提供了有力证据。Kieseler强调：“章鱼是与人类演化关系最远的动物之一，我们最后的共同祖先是一种生活在3.5亿至5亿年前的蠕虫。这样一个遥远的生物独立演化出利用镜子作为工具处理空间认知的能力，表明潜在的认知过程可能受到趋同演化的影响——不同物种为应对相同挑战演化出相似的神经解决方案。”

内部心智地图假说

研究还提出了一个引人深思的假说：章鱼可能拥有复杂的内部空间表征，即心智地图。Tse教授解释道：“章鱼就像猫一样：它们会悄悄接近猎物然后猛扑，并且希望尽可能快地完成，以免自己成为猎物。当猎手拥有其领土的心智地图时，它们会非常高效，因为它们知道自己在环境中的位置。我们的工作表明，章鱼可能也拥有内部地图，一种对空间的内部表征。” 然而，作者也指出，需要进一步研究来证实这一假说。章鱼生活的珊瑚礁和海底环境极为复杂，这种空间认知能力对其生存至关重要。值得注意的是，在部分实验中，章鱼没有选择从起始箱出口游出，而是直接攀爬越过箱壁到达投影侧，这种行为进一步证明了它们能够抑制直接攻击镜中反射的冲动，并利用空间表征整合镜像信息与三维水箱几何知识。