«Своего рода инопланетяне»: российский зоолог — об умственных способностях осьминогов

— Недавно учёные выяснили, что многие виды осьминогов способны перепрограммировать свой мозг, чтобы адаптироваться к сезонным изменениям температуры. Для этого животные редактируют свою РНК. Другие исследователи даже выдвигали гипотезу, согласно которой высокий интеллект осьминогов связан именно с РНК в их мозге. Как функционирует мозг этих морских обитателей? К каким животным они ближе всего по уровню развития и строения мозга?

— В данном случае речь идёт об адаптивности к внешней среде, которой обладают все животные. У хладнокровных эти механизмы интереснее, так как у них непостоянная температура тела и адаптация происходит иначе, чем у теплокровных. Учёные определили, что осьминоги могут вносить изменения в свою РНК, наблюдая за тем, как определённый вид ведёт себя при разных температурах. Животных помещали в тёплую воду, а также в холодную, и потом фиксировали изменения в РНК. Выяснилось, что изменение температуры запускает процесс редактирования РНК, которое затрагивает функционирование в организме осьминога белков кинезина и синаптотагмина. Эти белки являются медиаторами нервной системы — так называют молекулы, посредством которых осуществляется передача электрохимического импульса между нейронами или от нейронов к мышечной ткани.

Таким образом, осьминоги способны менять скорость прохождения импульсов по нервному волокну в зависимости от температуры окружающей среды. Это позволяет перестроить весь метаболизм организма и эффективно приспособиться к внешним условиям. В какой-то мере такая способность есть и у других животных, но у осьминогов и каракатиц она ярко выражена, так как в этом процессе задействовано очень большое количество молекул РНК.

Если в целом говорить про отличие нервной системы осьминогов от остальных морских и наземных животных, то они своего рода инопланетяне. У осьминогов качественно отличается структура нервных волокон. Например, у людей все нервы окружены миелиновой оболочкой, и при её разрушении поражаются нейроны головного и спинного мозга. Это, в свою очередь, приводит к развитию тяжёлых заболеваний — рассеянному склерозу, острому рассеянному энцефаломиелиту и т. д. У осьминогов же такой оболочки нет. Их нервная система эволюционировала по-другому, и нейроны взаимодействуют между собой не так, как у людей и многих животных.

• Gettyimages.ru
• © KATERYNA KON / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Ещё одна интересная особенность осьминогов заключается в том, что их мозг как бы распределён по всему телу в виде большой сети нейронов. Очень много нейронов находится в щупальцах. По сути, каждая конечность осьминога — это маленький мозг, она даже может самостоятельно действовать в некоторых ситуациях. Например, оторванное щупальце способно какое-то время перемещаться и реагировать на внешние раздражители.

И хотя строение нервной системы осьминогов очень простое, уникальное расположение и большое количество нейронов делает их высокоразвитыми животными. В этом плане осьминоги близки к своим родственникам — кальмарам и каракатицам. У других умных морских обитателей — морских млекопитающих — нервная система устроена иначе.

— Осьминоги могут решать экспериментальные когнитивные задачи: они находят и запоминают выход из довольно сложных лабиринтов и понимают, что нужно открыть банку с едой, чтобы её достать. Получается, что такая особенность связана с такой развитой нервной системой? Могут ли эти животные поддаваться дрессировке и влияет ли содержание в неволе, изменение среды обитания на нейрокогнитивные способности осьминогов?

— Разумными считают тех животных, которые легко находят решения задач, с которыми они до этого не сталкивались. Осьминоги в экспериментах демонстрируют наличие таких способностей. У них даже наблюдали игровое поведение, что тоже обычно характерно для высокоорганизованных животных.

Что касается дрессировки, то сейчас её принято называть иначе — тренинг. Тренингу поддаются практически все животные, осьминоги в этом плане не исключение. Они могут решать разные головоломки, им интересно открывать замки и раскручивать банки с чем-то съедобным внутри. В первый раз осьминогу будет сложно открыть банку, он с ней провозится долго. Но потом он запомнит принцип и с каждым разом будет решать эту задачу всё лучше и лучше. В успешном выполнении этой задачи играет роль и мышечная память животного, и память отдельных щупалец.

• Gettyimages.ru
• © Stuart Westmorland

Конечно, содержание в неволе и изменения среды обитания влияют на нейрокогнитивные способности этих животных. Есть шутка, что самый умный осьминог — это тот, который дольше всех жил в лаборатории. Если регулярно давать осьминогу решать какие-то логические задачи или головоломки, то у него накапливается опыт их решения. Решая более сложные задачи, он использует те навыки и приёмы, которые применялись им прежде при выполнении простых заданий.

— Что известно о возможностях памяти этих существ? Обладают ли они разными её типами?

— Да, осьминоги точно обладают памятью. Причём как короткой, так и долговременной, это было подтверждено многими экспериментами. Известно, что эти животные хорошо различают людей. Например, осьминог «Москвариума» хорошо отличает водолазов, которые его кормят. У него есть любимчики, которых он радостно встречает, берёт у них корм, а есть те, кто ему не нравится, — у них животное пытается отобрать оборудование и маску. Такие «нелюбимчики» либо были неаккуратны по отношению к осьминогу, либо отбирали у него игрушки.

Также по теме

«Их строение совершенно»: российский эколог — об уникальной эволюции насекомых и коллективном разуме муравьёв и пчёл

Некоторые виды муравьёв способны коллективно притворяться мёртвыми перед лицом опасности. Это случайно выяснили австралийские учёные....

Если осьминог совершает побег из аквариума, то он сначала находит дырку, через которую можно, по его мнению, вылезти, запоминает расположение, а потом снова и снова пытается выбраться через неё.

Известны также случаи, когда осьминог сбегал, но оказывался не в море, а в помещении без воды. И после спасения людьми он уже не пытался больше покидать аквариум, потому что понимал, что за его пределами ему не выжить.

— Какие нейронные механизмы лежат в основе способностей осьминога к маскировке, позволяющих ему менять цвет и текстуру кожи в соответствии с окружающей средой?

— У осьминога, как и у многих других животных, в организме есть клетки, которые отвечают за изменения окраски и пигментирование — хроматофоры. Таких клеток много, поэтому осьминоги такие яркие. Но, в отличие от других животных, хроматофоры у осьминогов объединены в отдельные небольшие хроматофорные комплексы. Можно даже сказать, что они образуют отдельный орган, состоящий из хроматофора, мышечных и нервных клеток. Клетки-хроматофоры находятся в мышечных мешочках и при деформации меняют свою ориентацию и дают какой-то определённый цветовой эффект.

Главной отличительной особенностью осьминогов в случае с хроматофорами является их способность управлять этими клетками. Нервы, которые за это отвечают, находятся в мозге животного в порядке распределения хроматофоров. Поэтому когда у осьминога меняется окрас, то это происходит волнообразно — нервные клетки возбуждаются последовательно. Это называется физиологической сменой окраски.

К тому же у осьминогов очень хорошо развито зрение, поскольку, чтобы изменить свой цвет, животное должно сначала рассмотреть цвет и текстуру окружающей среды.

• АГН «Москва»
• © Александр Авилов

— Какие ещё особенности есть у осьминогов?

— Некоторые осьминоги могут менять не только свою окраску, но и форму тела. Они это делают за счёт сосочков, которые расположены на их теле, — животные, например, могут становиться гладкими или бугристыми.

Есть и достаточно уникальные виды. В частности, к таким относится мимический осьминог. Он способен принимать форму другого животного. Например, такой осьминог может прикинуться змеёй, камбалой, скатом или каракатицей. Интересно ещё то, что изменение формы — это врождённая способность этого вида. Врождённая способность закладывается на биологическом уровне и не требует обучения — как многие птенцы, например, с рождения могут различить силуэт ястреба и прятаться.

Также по теме

«Мир практически всегда познаётся с помощью действий»: зоопсихолог — о восприятии животными окружающей действительности

Владельцы домашних питомцев склонны приписывать им человеческие мотивы и желания, однако следует помнить, что животные воспринимают...

Впрочем, способностью к подражанию обладают и другие виды осьминогов. Они делают это либо чтобы избежать нападения противника, либо, наоборот, для более успешной охоты.

Более того, осьминоги могут менять окраску не только для мимикрии, но и для коммуникации — животное быстро изменяет окрас в зависимости от того, спокойно оно или агрессивно. За несколько минут осьминог может стать из красного совсем бледным — и наоборот. Если осьминог очень сильно возбуждён, то он ещё будет мерцать. Для этого у него в организме есть специальные клетки, которые провоцируют собственное излучение, внутреннюю люминесценцию.

— Осьминоги умеют договариваться с другими хищниками-рыбами о совместной охоте, а прежде, чем завести потомство, проверяют отношения на прочность. Какие основные формы социального взаимодействия наблюдаются у осьминогов, как они общаются друг с другом и с другими морскими обитателями?

— Осьминоги — не социальные животные. Большинство из них очень не любят представителей своего вида. Чаще всего, если особи одного вида встречаются на определённой территории, они друг друга прогоняют. Такая же ситуация складывается и в борьбе за самку.

Интересно ещё и то, что у многих видов осьминогов спаривание происходит дистанционно. Специальный щупалец самца осьминога — гектокотиль — берёт сперматофор (мешок с половыми продуктами) и будто бы на вытянутой руке передаёт самке. У осьминогов-аргонавтов могут отсоединяться щупальца — с захватом пары сперматофоров — и продолжать поиски самки самостоятельно, без участия своего хозяина. Кстати, живут осьминоги до первого размножения. Самцы умирают вскоре после спаривания, а самки — в течение нескольких месяцев.

• Gettyimages.ru
• © Nikos Stavrinidis / 500px

Поэтому осьминоги очень не любят общение, за исключением нескольких видов. Например, к таким относится большой тихоокеанский полосатый осьминог. Осьминоги этого вида живут группами и даже образуют семьи — самец и самка проводят часть времени вместе. Причём до сих пор неизвестно, почему именно этот вид выбрал такую социальную поведенческую стратегию.

Что касается общения с другими морскими обитателями, то оно происходит по двум алгоритмам: либо осьминог хочет съесть этого обитателя, либо избежать встречи с ним. Например, недавно учёные выяснили, что осьминог-одеяло использует щупальца ядовитых медуз для защиты от хищников или собственной охоты. Перед съедением медузы они разрывают её на куски и затем проглатывают, оставляя лишь те части, где содержатся жалящие стрекающие клетки. При этом на осьминога яд медузы не действует.

— Как проходила эволюция осьминогов? Какие виды этих животных бывают и различаются ли они по своим способностям?

— Осьминоги произошли от вампироморфов. Это древние осьминоги, которые появились на планете в начале мезозойской эры — около 300 млн лет назад. На сегодняшний день отряд вампироморфы включает в себя только один ныне живущий вид — вампироморф инфернальный, или осьминог адский вампир.

Также по теме

«Риск разрушения всей системы»: российский биолог — об угрозе человечеству из-за стремительного вымирания видов

Человек — не единственный виновник вымирания видов на Земле, однако его деятельность очень сильно ускоряет этот процесс. При этом...

Есть мнение, что осьминоги начали быстро и активно эволюционировать, так как появились хищники, которые претендовали на их мясо. На начальном этапе эволюции у осьминогов была раковина и хрящевая пластина, как у кальмаров, но они избавились от этого балласта, так как он мешал им прятаться. Они также научились менять цвет и быстро передвигаться.

Сейчас на нашей планете обитает около 200 видов осьминогов, разных по размерам, форме и цветам. Самый крупный из них — это осьминог Дофлейна, или гигантский осьминог, который может достигать 5 м в размахе щупалец. Самый маленький осьминог wolfi — до 2,5 см.

Осьминоги обитают в разных широтах и морях, разные виды имеют множество различий, в том числе в плане когнитивных способностей. Они во многом продиктованы средой — зависят от того, с какими вызовами и задачами сталкивается животное в повседневной жизни.