Интеллект головоногих моллюсков - Cephalopod intelligence
Cephalopod интеллект является мерой познавательной способности головоногих класса из моллюсков .
Интеллект обычно определяется как процесс получения, хранения, извлечения, комбинирования, сравнения и реконтекстуализации информации и концептуальных навыков. Хотя эти критерии трудно измерить у нечеловеческих животных, головоногие моллюски кажутся исключительно умными беспозвоночными. Изучение интеллекта головоногих также имеет важный сравнительный аспект в более широком понимании познания животных, поскольку оно опирается на нервную систему, фундаментально отличную от нервной системы позвоночных . В частности, подкласс Coleoidea ( каракатицы , кальмары и осьминоги ) считается наиболее умными беспозвоночными и важным примером продвинутой когнитивной эволюции животных, хотя интеллект наутилусов также вызывает растущий интерес среди зоологов.
Интеллект и способность к обучению головоногих моллюсков спорны в биологическом сообществе, что осложняется сложностью количественной оценки интеллекта беспозвоночных. Несмотря на это, широко признано существование впечатляющих способностей к пространственному обучению , навигационных способностей и хищных приемов у головоногих моллюсков.
Размер и структура мозга
Головоногие моллюски имеют большой, хорошо развитый мозг , а соотношение их массы мозга к массе тела является самым большим среди беспозвоночных, которое находится между эндотермическими и экзотермическими позвоночными.
Нервная система головоногих является наиболее сложной из всех беспозвоночных. Гигантские нервные волокна мантии головоногих на протяжении многих лет широко используются в качестве экспериментального материала в нейрофизиологии ; их большой диаметр (из-за отсутствия миелинизации ) делает их относительно простыми для изучения по сравнению с другими животными.
Поведение
Хищничество
В отличии от большинства других моллюсков, все головоногие являются активными хищниками (с возможными исключениями bigfin кальмаров и вампир кальмар ). Их потребность найти и поймать свою добычу, вероятно, была движущей силой эволюции, стоящей за развитием их интеллекта.
Крабы, основной источник пищи для большинства видов осьминогов, представляют собой серьезные проблемы из-за их мощных клешней и их способности истощать дыхательную систему головоногих моллюсков в результате длительного преследования. Перед лицом этих проблем осьминоги вместо этого будут искать ловушки для омаров и крадут приманку внутри. Также известно, что они забираются на борт рыбацких лодок и прячутся в контейнерах с мертвыми или умирающими крабами.
Известно, что содержащиеся в неволе головоногие моллюски вылезают из своих резервуаров, маневрируют на расстоянии от пола лаборатории, заходят в другой аквариум, чтобы поесть крабов, и возвращаются в свои собственные аквариумы.
Коммуникация
Хотя многие головоногие моллюски считаются не самыми общительными из животных, на самом деле они очень социальные существа; при изоляции от себе подобных, некоторые виды наблюдались на мелководье с рыбой.
Головоногие моллюски могут общаться визуально, используя широкий спектр сигналов. Чтобы производить эти сигналы, головоногие моллюски могут иметь четыре типа коммуникационных элементов: хроматический (окраска кожи), текстура кожи (например, грубая или гладкая), поза и движение. Подобные изменения внешнего вида тела иногда называют полифенизмом . Некоторые головоногие моллюски способны быстро менять цвет и рисунок кожи благодаря нервному контролю хроматофоров . Эта способность почти наверняка эволюционировала в первую очередь для маскировки , но кальмары используют цвета, узоры и вспышки, чтобы общаться друг с другом в различных ритуалах ухаживания. Некоторые виды кальмаров могут использовать изменение цвета как язык с грамматикой, однако это еще не доказано. Карибские рифовые кальмары могут даже различать получателей, отправляя одно сообщение с использованием цветовых узоров кальмару справа, в то время как они отправляют другое сообщение кальмару слева.
Гумбольдт кальмара показывает необыкновенное сотрудничество и связи в своих охотничьих методов. Это первое наблюдение совместной охоты на беспозвоночных.
Считается, что кальмары немного менее умны, чем осьминоги и каракатицы; тем не менее, различные виды кальмаров гораздо более общительны и демонстрируют большую социальную коммуникацию и т. д., что привело некоторых исследователей к выводу, что кальмары не уступают собакам с точки зрения интеллекта.
Обучение
В лабораторных экспериментах осьминогов можно легко обучить различать разные формы и узоры, и одно исследование пришло к выводу, что осьминоги способны использовать обучение на основе наблюдений ; однако это оспаривается.
Осьминоги также наблюдались в том, что было описано как игра : многократно выпускающие бутылки или игрушки в круговой поток в своих аквариумах, а затем ловящие их.
Головоногие могут явно выиграть от обогащения окружающей среды, что указывает на поведенческую и нейрональную пластичность, которой не обладают многие другие беспозвоночные.
В исследовании социального обучения обычным осьминогам (наблюдателям) разрешалось наблюдать, как другие осьминоги (демонстранты) выбирают один из двух объектов, которые различались только цветом. Впоследствии наблюдатели последовательно выбирали тот же объект, что и демонстранты.
И осьминоги, и наутилусы способны к пространственному обучению, как у позвоночных .
Использование инструмента
Осьминога неоднократно показано, проявляют гибкость в использовании инструментов .
Было замечено, что по крайней мере четыре особи осьминога с прожилками ( Amphioctopus marginatus ) извлекают выброшенную скорлупу кокосовых орехов, манипулируют ими, переносят на некоторое расстояние, а затем снова собирают для использования в качестве укрытия. Предполагается, что осьминоги использовали двустворчатых моллюсков для той же цели до того, как люди сделали скорлупу кокосовых орехов широко доступной на морском дне. Другие морские существа строят дома аналогичным образом; большинство крабов-отшельников используют выброшенные панцири других видов для жилья, а некоторые крабы помещают морских анемонов на свои панцири, чтобы они служили камуфляжем. Однако этому поведению не хватает сложности, характерной для крепостного поведения осьминога, когда он берет и переносит инструмент для последующего использования. (Этот аргумент по-прежнему оспаривается рядом биологов, которые утверждают, что раковины на самом деле обеспечивают защиту от обитающих на дне хищников в транспорте.) Осьминоги также известны тем, что намеренно кладут камни, раковины и даже кусочки разбитых бутылок, чтобы сформировать стены, которые сузить их отверстия в логове.
В лабораторных исследованиях было замечено , что Octopus mercatoris , маленький карликовый вид осьминогов, блокирует свое логово с помощью пластиковых кубиков Lego .
Более мелкие особи обыкновенного осьминога ( Tremoctopus violaceus ) держат щупальца португальского военного человека (от яда которого они невосприимчивы) как средство защиты и как метод поимки добычи.
Способность решать проблемы
Высокочувствительные присоски и цепкие руки осьминогов, кальмаров и каракатиц позволяют им удерживать предметы и манипулировать ими. Однако, в отличие от позвоночных, двигательные навыки осьминогов, похоже, не зависят от отображения их тела в мозгу, поскольку способность организовывать сложные движения не считается связанной с конкретными руками.
Головоногие могут решать сложные головоломки, требующие толкающих или тянущих действий, а также могут отвинчивать крышки контейнеров и открывать защелки на акриловых ящиках, чтобы достать пищу внутри. Они также могут запоминать решения головоломок и научиться решать одну и ту же головоломку, представленную в разных конфигурациях.
- Осьминог, открывающий контейнер с завинчивающейся крышкой
Осьминоги в неволе требуют стимуляции, иначе они станут вялыми; обычно это принимает форму разнообразных игрушек и головоломок. В аквариуме в Кобурге , Германия, осьминог по имени Отто был известен тем, что жонглировал своими товарищами по аквариуму, а также бросал камни, чтобы разбить стекло аквариума. Не раз Отто даже вызывал короткие замыкания , вылезая из бака и стреляя струей воды в верхний фонарь.
Кроме того, после тестирования в Стэнфордском эксперименте с зефиром было показано, что головоногие моллюски обладают способностью к будущему планированию и вознаграждению .
Защитное законодательство
Благодаря своему интеллекту, головоногие моллюски обычно защищены правилами тестирования на животных, которые обычно не применяются к беспозвоночным.
В Великобритании с 1993 по 2012 год обыкновенный осьминог ( Octopus vulgaris ) был единственным беспозвоночным, охраняемым Законом о животных (научные процедуры) 1986 года .
Головоногие моллюски - единственные беспозвоночные, охраняемые в соответствии с директивой Европейского Союза 2010 года «О защите животных, используемых в научных целях» .
В 2019 году некоторые ученые выступили за усиление защиты головоногих моллюсков и в Соединенных Штатах.
Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
- Так ты думаешь, что умнее головоногих? Венди Уильямс, Океанский портал Смитсоновского института.
- Какого поведения можно ожидать от осьминогов? доктора Дженнифер Мазер, факультет психологии и неврологии, Летбриджский университет, и Роланда К. Андерсона, Сиэтлский аквариум.
- Действительно ли осьминог - это морской беспозвоночный интеллект? пользователя Дуг Стюарт. В: Национальная дикая природа. Февраль / март 1997 г., том 35, номер 2.
- Гигантский осьминог - могучий, но скрытный обитатель глубин из Национального зоопарка в Вашингтоне, округ Колумбия
- Живые окаменелости обладают долговременной и кратковременной памятью, несмотря на отсутствие структур мозга современных головоногих моллюсков
- Шигено, Шуичи; Эндрюс, Пол LR; Понте, Джованна; Фиорито, Грациано (июль 2018 г.). «Мозг головоногих моллюсков: обзор современных знаний для облегчения сравнения с позвоночными» . Границы физиологии . 9 : 952. DOI : 10,3389 / fphys.2018.00952 . PMC 6062618 . PMID 30079030 .
- Осьминоги - умные лохи !? Авторы: доктор Дженнифер Мазер, факультет психологии и неврологии, Летбриджский университет, и Роланд К. Андерсон, Сиэтлский аквариум.
- Царь, Дженнифер; Сцильяно, Эрик (19 января 2003 г.). «Глазами осьминога» . Откройте для себя . Архивировано 26 августа 2020 года.
- Институт множеств разнообразия и эволюции нервных систем беспозвоночных . Проверено 12 декабря 2014.
- Годфри-Смит, Питер (1 января 2017 г.). «Разум осьминога» . Научный американский разум . Vol. 28 нет. 1. С. 62–69. DOI : 10.1038 / Scientificamericanmind0117-62 . Архивировано 29 сентября 2020 года.
- Хохнер, Биньямин; Шомрат, Тал; Фиорито, Грациано (1 июня 2006 г.). «Осьминог: модель для сравнительного анализа эволюции механизмов обучения и памяти». Биологический бюллетень . 210 (3): 308–817. DOI : 10.2307 / 4134567 . JSTOR 4134567 . PMID 16801504 . S2CID 15274048 .
- Уэллс, Мартин Джон (1962). Мозг и поведение головоногих моллюсков . Монографии университетской биологии. Heinemann. LCCN 62016373 . Идентификатор NLM: 0053226.
- Хэнлон, Роджер Т .; Посланник, Джон Б. (1996). Поведение головоногих моллюсков . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-42083-9. LCCN 95010249 .
- Годфри-Смит, Питер (2016). Другие умы: осьминог, море и глубинные истоки сознания . Фаррар, Штраус и Жиру. ISBN 978-0374227760. LCCN 2016016696 .