Осьминоги собирают кубик Рубика

В европейских лабораториях двадцать пять осьминогов играют в мяч, жонглируют стеклянными банками и собирают кубик Рубика. Изучающие морскую фауну ученые не питают больших надежд на то, что их подопечные справятся с последним заданием, но зато станет точно известно, какое щупальце у осьминогов самое любимое.

Осьминогов посадили в резервуары с водой, предварительно пронумеровав каждое щупальце: R1, R2, R3 и R4 для правой стороны и L1, L2, L3 и L4 – для левой. Специалисты уверены, что эти высокоразвитые морские гады используют одну определенную конечность из восьми для того, чтобы подбирать и исследовать предметы. Подтвердить теорию о том, что все осьминоги делятся на определенные группы – как люди на левшей и правшей – решили с помощью 31-дневного тестирования в 23 Центрах изучения морских животных в Великобритании и Европе.

Периодически в воду бросают вещи вроде кубика Рубика, мячика или банки из-под варенья. Наблюдатели отмечают, какое щупальце осьминоги протягивают к предмету и каким его подбирают. Если они грабастают игрушку несколькими «руками» сразу, то ассистенты записывают по порядку прикосновения к объекту. То же самое сотрудники делают во время кормления осьминогов. Всем посетителям Центров будут выдавать специальные анкеты, чтобы они тоже поучаствовали в таком увлекательном исследовании.

«Нас очень интересуют результаты, – говорит эксперт Клари Литл из английского графства Дорсетширон. – Достоверно известно, что у осьминогов больше половины всех нервов находятся в щупальцах. Фактически они демонстрируют способность размышлять с помощью них». По ее словам, также эксперимент поможет пережить живущим в неволе осьминогам пищевой стресс: крайне чувствительные к раздражителям осьминоги будут очень довольны, если ученые поймут, с какой стороны их лучше кормить.





Однако умные гады.. Как то рука не подымается их теперь под пиво есть.

В отличие от позвоночных, у которых большинство нейронов сконцентрировано в головном мозге, у головоногих две трети всех нервных клеток сосредоточены в щупальцах. Еще один важный факт: чем выше уровень развития нервной системы, тем больше энергии организм тратит на ее функционирование, так что преимущества должны того стоить. Зачем же осьминогам 500 миллионов нейронов?

Питер Годфри-Смит по образованию философ, но сейчас изучает осьминогов в Городском университете Нью-Йорка и в Сиднейском университете. Он полагает, что появление столь сложной нервной системы обусловлено несколькими причинами. Во-первых, это строение тела осьминогов — ведь нервная система преобразуется по мере развития всего организма, а тело осьминога устроено необычайно сложно. Моллюск может поворачивать любую часть щупальца туда, куда ему вздумается (у него же нет костей, а значит, нет и никаких ограничивающих сочленений). Благодаря этому осьминоги обладают полной свободой движений. Вдобавок каждое щупальце способно двигаться независимо от остальных.

 

По мере того как головоногие эволюционировали, некоторые ганглии становились крупнее и сложнее, к ним добавлялись новые. В передней части тела нейроны сформировали скопление, которое все более и более становилось похожим на мозг. Старая лестничная конструкция частично изменилась, но лишь частично. Например, у осьминога большинство нейронов находится в щупальцах – их почти вдвое больше, чем в центральном мозге. У щупалец собственные сенсоры и управление. Они ощущают не только прикосновения, но и химические стимулы – запах или вкус. ...
Даже хирургически удаленное щупальце способно исполнять некоторые базовые па – например, вытягиваться и хватать.
...
Нервная система каждого щупальца включает еще и нейропетли («рекуррентные связи» на профессиональном жаргоне), которые могут обеспечивать щупальцу простенький вариант кратковременной памяти, хотя на самом деле неизвестно, что эта система дает осьминогу.

 

Как связан мозг осьминога с его щупальцами? На основе ранних исследований поведения и анатомии осьминогов сложилось впечатление о значительной независимости их щупалец. Как пишут Роджер Т. Ханлон и Джон Б. Мессенджер в своей книге 1996 года «Поведение головоногих», щупальца «странным образом разведены» с мозгом, по крайней мере по вопросам контроля за основными движениями. Однако в некоторых ситуациях осьминоги могут «собираться». Когда вы приближаетесь к представителям некоторых видов осьминогов в естественной среде обитания, они вытягивают одно щупальце, чтобы изучить вас, – такое поведение предполагает определенные намерения, это действие, ведомое мозгом.

На деле может иметь место некая смесь местного и централизованного контроля. Лучшее экспериментальное исследование по данной теме проведено в лаборатории нейробиолога Биньямина Хохнера из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль). В 2011 году там поставили хитрый эксперимент, чтобы проверить, сможет ли осьминог одним из своих щупалец проложить в лабиринте путь до особого отсека с едой. Хитрость заключалась в том, что с помощью собственных химических рецепторов щупальце не смогло бы привести себя к пище: в одном месте ему приходилось вылезать из воды, чтобы добраться до цели. Однако стены лабиринта были прозрачны, так что целевой отсек можно было видеть. Осьминог мог провести свою конечность через лабиринт, используя глаза.

Прошло некоторое время, прежде чем осьминоги сообразили, как выполнить задание, но в конце концов почти все испытуемые особи в этом преуспели. Глаза могут направлять щупальца. В то же время в статье отмечено, что, когда осьминог справляется с заданием хорошо, щупальце, ищущее пищу, производит собственное исследование местности – прощупывает лабиринт, пробираясь по нему. Так что, видимо, обе формы контроля работают в тандеме: есть центральный контроль над общим направлением щупальца, осуществляемый глазами, и есть тонкая настройка поиска, производимая собственно щупальцем.

 

Истории об осьминогах, брызгающих в людей водой, напомнили мне об одном собственном наблюдении. Осьминоги часто пытаются сбежать из заточения, и если такое происходит, то они, похоже, умеют выбирать для этого нужный момент – когда вы на них не смотрите. Я полагал, что, может, я все это выдумываю, пока пару лет назад не услышал выступление морского биолога Дэвида Шила из Аляскинского тихоокеанского университета (США), все свое время посвящающего осьминогам. Он рассказал, что его подопечные хитроумно отслеживают, смотрит он на них или нет, и двигаются, если не смотрит. Думаю, это их естественное поведение – убегать лучше, когда барракуда не смотрит. Но то, что осьминоги могут то же самое проворачивать с людьми – как в подводной маске, так и без нее, – не может не впечатлять.

Еще одно поведение осьминогов, которое переросло слухи и стало предметом экспериментальной проверки, – это игра. Специалист по головоногим Дженнифер Матер из Летбриджского университета (Канада) детально занималась этим вопросом. Некоторые осьминоги – только некоторые – проводят время за тем, что раскидывают флаконы из-под таблеток по всему аквариуму с помощью струй, «чеканят» флакончик туда-сюда на потоке воды из впускного клапана. Как правило, интерес у осьминога вызывают вкусовые качества новых объектов: могу ли я это съесть? Но если объект оказался несъедобен, это не всегда означает, что он неинтересен. Работа Майкла Кубы из Окинавского института науки и технологии (Япония) подтверждает, что осьминоги быстро понимают, что некоторые предметы – это не еда, и тем не менее часто продолжают ими интересоваться, изучать и совершать с ними манипуляции.

 

«Только посмотрите на нейроны в их руках! – сказал он мне. – Их психическая организация фундаментально отличается от нашей. Возможно, у осьминожьего интеллекта нет централизованного ядра, где сходится весь их опыт. В нем нет единого центра и, возможно, нет самосознания. Он настолько отличается от нашего, что мы – со своим разумом – просто не в состоянии его постичь».

В отсутствие центрального сознания осьминог, по словам Питера, обладает мощным «коллаборативным и кооперативным, но распределенным интеллектом». Другими словами, вероятно, каждая его рука обладает собственным разумом – и, возможно, даже собственным «Я».

 

Исследования показывают, что у осьминогов есть «смелые» и «робкие» руки. Биолог из Венского университета Рут Бирн сообщает, что осьминоги в ее лаборатории всегда трогают новые предметы или исследуют лабиринты одной и той же рукой, хотя все их конечности одинаково расторопны. Наблюдения за восемью небольшими осьминогами показали, что добычу они обычно хватают всеми руками, обволакивая ее как щупальцами, так и перепонками, но для манипуляции с предметами всегда используют одну, две или три любимые руки в одинаковых комбинациях. Ее команда рассчитала, что осьминоги используют всего 49 комбинаций из одной, двух и трех рук для манипуляции предметами, тогда как при использовании всех восьми рук количество комбинаций выросло бы до 448.

Возможно, в этом случае речь идет о приоритетности рук. Известно, что у осьминогов (по крайней мере живущих в неволе) есть доминирующий глаз, и Бирн считает, что доминирующими являются конечности, расположенные ближе к этому ведущему глазу. Но причина робких и смелых рук может крыться совершенно в другом. Осьминоги не только могут использовать свои руки для выполнения разных задач – подобно людям, которые левой рукой обычно держат гвоздь, а правой молоток, – но и каждая осьминожья рука может иметь свою собственную личность, почти как отдельное существо. Исследователи неоднократно отмечали, что, когда осьминога помещают в незнакомый аквариум, посреди которого находится еда, одни его руки тянутся в направлении еды, в то время как другие стремятся залезть в безопасный угол.

Каждая осьминожья рука обладает значительной автономией. В ходе одного эксперимента исследователь перерезал нервы, соединяющие ее с головным мозгом, а затем стимулировал кожу на руке. Рука вела себя так, словно ничего не случилось, – она даже дотянулась до пищи и схватила ее. Как сказал его коллега на канале National Geographic, этот эксперимент показал, что «значительная часть информации обрабатывается в руках и никогда не поступает в мозг».

 

– Руки осьминога действительно похожи на отдельных существ, – соглашается Скотт.

Осьминог может не только отрастить новую конечность взамен потерянной, но и порой оторвать собственную руку даже в отсутствие хищника. (Известно, что так делают пауки-птицееды – если их нога повреждена, они отрывают ее и съедают.)

– А не может ли одна рука оторвать другую из-за неприязненного отношения? – с улыбкой спрашивает Уилсон.

 

Осьминожьи чернила, помимо пигмента меланина, содержат несколько других важных биологических веществ. Одно из них – тирозиназа, энзим, который раздражает глаза и забивает жабры. Но тирозиназа может обладать и другим действием. В статье, опубликованной в 1962 году в «Британском журнале фармакологии», сообщается, что в ходе экспериментов на млекопитающих оказалось, что этот энзим блокировал действие окситоцина («гормона привязанности и любви») и вазопрессина (антидиуретического гормона, влияющего на кровообращение). Рыбы, птицы, рептилии и беспозвоночные, включая осьминогов, обладают своими вариантами обоих гормонов. И, как показали эксперименты, окситоцин оказывает влияние на социальные взаимодействия у рыб точно так же, как у млекопитающих. Если резко повысить уровень окситоцина, не могут ли такие асоциальные существа, как крабы, вдруг почувствовать себя необыкновенно спокойно в толпе себе подобных – и даже в компании опасного хищника?

Еще один компонент осьминожьих чернил – нейромедиатор дофамин, известный как «гормон вознаграждения». Недавно я прочитала статью о роли дофамина в кальмаровых чернилах в моем любимом блоге Cephalove, посвященном биологии и психологии головоногих. Ссылаясь на результаты исследования 1994 года, автор блога Майк Лисьески выдвинул идею, что одна из задач чернил кальмара – обмануть хищника, заставить его думать, что он поймал кальмара и съел его. «Когда рот хищника наполняется чернилами, его рецепторы улавливают аминокислоты, которыми обычно сопровождается поедание мяса. В результате хищник считает, что он поймал и съел добычу, и прекращает погоню за кальмаром», – пишет Майк. Может быть, предполагаю я, крабы вели себя так спокойно, потому что из-за полученных доз окситоцина и дофамина чувствовали себя сытыми и довольными?