Principalmente conhecidos pela capacidade de liberar uma tinta quando em fuga, os polvos possuem três mecanismos típicos de defesa: glândulas de tinta, camuflagem e autotomia dos braços.
A maioria dos polvos são capazes de liberar uma densa nuvem de tinta, que os ajudam a escapar de predadores. A principal substância da tinta é composta por melanina que também dá a coloração dos cabelos e pele dos seres humanos. A nuvem de tinta também possui cheiro, sendo capaz de confundir predadores como tubarões que dependem muito do olfato para localizar a presa.
A camuflagem dos polvos é obtida através de algumas células especializadas de sua pele, podendo alterar a cor aparente e a opacidade de sua epiderme.Cromatóforos contém pigmentos de cores como amarelo, laranja, vermelho, marrom e preto; a maioria das espécies possuem três desses pigmentos, embora algumas espécies tenham dois ou quatro. Outra característica de mudança de cor é obtida através de alteração da refletividade de célulasiridoforas e leucoforas (branca).[1] A capacidade de mudança de cor também serve para alertar outros polvos sobre o perigo de ataque de um predador. O polvo de anés azuis pode se tornar de um amarelo intenso com anéis azuis quando provocado.
Alguns polvos, quando ameaçados, têm a capacidade de autotomia dos braços de forma semelhante às lagartixas que podem liberar suas caudas. Os braços liberados servem como distrativos para os predadores em sua caça.
Polvos de poucas espécies, como o Thaumoctopus mimicus, têm um quarto mecanismo de defesa. Eles conseguem combinar a alta flexibilidade de seus corpos com a mudança de coloração imitando outros animais mais perigosos como o peixe-leão, cobras-do-mar e moréias. Também são capazes de alterar sua textura a fim de atingir uma camuflagem imitando pedras e algas.
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