stringtranslate.com

интеллект головоногих

Две трети нейронов осьминога находятся в нервных тяжах его щупалец. Они способны к сложным рефлекторным действиям без участия мозга. [1]

Интеллект головоногих моллюсков является мерой когнитивных способностей класса головоногих моллюсков .

Интеллект обычно определяется как процесс приобретения, хранения, извлечения, объединения, сравнения и реконтекстуализации информации и концептуальных навыков. [2] Хотя эти критерии трудно измерить у животных, не являющихся людьми, головоногие моллюски являются самыми умными беспозвоночными . Изучение интеллекта головоногих моллюсков также имеет важный сравнительный аспект в более широком понимании познания животных , поскольку оно опирается на нервную систему, принципиально отличную от таковой у позвоночных . [3] В частности, подкласс Coleoidea ( каракатицы , кальмары и осьминоги ) считается самыми умными беспозвоночными и важным примером продвинутой когнитивной эволюции у животных, хотя интеллект наутилусов также является предметом растущего интереса среди зоологов. [4]

Масштаб интеллекта и обучаемости головоногих является спорным в биологическом сообществе, осложненным присущей сложностью количественной оценки интеллекта беспозвоночных. Несмотря на это, существование впечатляющей пространственной обучаемости , навигационных способностей и хищнических приемов у головоногих широко признано. [5] [6] Головоногих сравнивали с гипотетическими разумными инопланетянами из-за их независимо развившегося млекопитающего интеллекта. [7]

Размер и структура мозга

У головоногих моллюсков большой, хорошо развитый мозг , [8] [9] [10], а соотношение массы мозга к массе тела у них самое большое среди беспозвоночных, находясь между таковым у эндотермических и эктотермических позвоночных. [11]

Нервная система головоногих моллюсков является наиболее сложной из всех беспозвоночных. [10] [12] Гигантские нервные волокна мантии головоногих моллюсков широко использовались в течение многих лет в качестве экспериментального материала в нейрофизиологии ; их большой диаметр (из-за отсутствия миелинизации ) делает их относительно легкими для изучения по сравнению с другими животными. [13]

Поведение

Хищничество

Жилистый осьминог поедает краба.

В отличие от большинства других моллюсков, все головоногие моллюски являются активными хищниками (за возможным исключением большеплавникового кальмара и вампирского кальмара ). Их потребность в обнаружении и захвате добычи, вероятно, была движущей эволюционной силой развития их интеллекта. [14]

Крабы, основной источник пищи большинства видов осьминогов, представляют собой существенные проблемы с их мощными клешнями и их способностью истощать дыхательную систему головоногих моллюсков из-за длительного преследования. Столкнувшись с этими проблемами, осьминоги вместо этого будут искать ловушки для омаров и воровать наживку внутри. Известно также, что они забираются на борт рыболовных судов и прячутся в контейнерах, в которых находятся мертвые или умирающие крабы. [15] [16]

Известно также, что содержащиеся в неволе головоногие моллюски вылезают из своих аквариумов, преодолевают расстояние по полу лаборатории, заходят в другой аквариум, чтобы поесть крабов, и возвращаются в свои аквариумы. [17] [18] [19]

Коммуникация

Хотя считается, что это не самые социальные животные, многие головоногие моллюски на самом деле являются высокосоциальными существами; некоторые виды, будучи изолированными от себе подобных, объединяются в косяки с рыбой. [20]

Головоногие моллюски способны общаться визуально, используя широкий спектр сигналов. Для создания этих сигналов головоногие могут варьировать четыре типа элементов коммуникации: хроматические (окраска кожи), текстура кожи (например, шероховатая или гладкая), поза и локомоция. Изменения внешнего вида тела, такие как эти, иногда называют полифенизмом . [21] Некоторые головоногие моллюски способны быстро менять цвет и рисунок кожи посредством нервного контроля хроматофоров . [22] Эта способность, скорее всего, развилась в первую очередь для маскировки , но кальмары используют цвет, узоры и мерцание для общения друг с другом в различных ритуалах ухаживания. [21] Карибские рифовые кальмары даже могут различать получателей, отправляя одно сообщение с помощью цветовых узоров кальмару справа от себя, в то время как они отправляют другое сообщение кальмару слева. [23] [24] Было обнаружено, что осьминоги становятся более общительными под воздействием психоактивного препарата МДМА . [25]

Кальмар Гумбольдта демонстрирует необычайное сотрудничество и коммуникацию в своих охотничьих приемах. Это первое наблюдение кооперативной охоты у беспозвоночных. [26]

Считается, что кальмары немного менее разумны, чем осьминоги и каракатицы; однако различные виды кальмаров гораздо более социальны и демонстрируют более выраженную социальную коммуникацию и т. д., что привело некоторых исследователей к выводу, что кальмары находятся на одном уровне с собаками с точки зрения интеллекта. [27]

Обучение

Каракатица , использующая маскировку в естественной среде обитания.

В лабораторных экспериментах осьминогов можно легко обучить различать разные формы и узоры, и одно исследование пришло к выводу, что осьминоги способны использовать наблюдательное обучение ; [28] [29] однако это оспаривается. [30] [31]

Осьминоги также были замечены в том, что описывается как игра : они неоднократно выпускали бутылки или игрушки в круговое течение в своих аквариумах, а затем ловили их. [32]

Головоногие моллюски могут явно извлекать пользу из обогащения окружающей среды [33], что указывает на поведенческую и нейронную пластичность, не проявляемую многими другими беспозвоночными.

В исследовании социального обучения обычным осьминогам (наблюдателям) было разрешено наблюдать, как другие осьминоги (демонстраторы) выбирают один из двух объектов, которые отличались только цветом. Впоследствии наблюдатели последовательно выбирали тот же объект, что и демонстраторы. [34]

И осьминоги, и наутилусы способны к пространственному обучению , подобному позвоночным . [35]

Использование инструмента

Маленький кокосовый осьминог (4–5 см в диаметре), использующий в качестве укрытия скорлупу ореха и раковину моллюска.

Осьминог неоднократно демонстрировал гибкость в использовании орудий .

По крайней мере, четыре особи осьминога с прожилками ( Amphioctopus marginatus ) были замечены за тем, как они подбирали выброшенную скорлупу кокосовых орехов , манипулировали ею, переносили ее на некоторое расстояние, а затем собирали ее заново для использования в качестве убежища. [36] Предполагается, что осьминоги использовали двустворчатых моллюсков для той же цели до того, как люди сделали скорлупу кокосовых орехов широко доступной на морском дне. [37] [38] Другие морские существа строят дома похожим образом; большинство раков-отшельников используют выброшенные раковины других видов для жилья, а некоторые крабы помещают актинии на свои панцири в качестве камуфляжа. Однако этому поведению не хватает сложности поведения крепости осьминога, которое включает в себя подбор и перенос инструмента для последующего использования. (Этот аргумент оспаривается рядом биологов, которые утверждают, что раковины на самом деле обеспечивают защиту от хищников, обитающих на дне, во время транспортировки. [39] ) Известно также, что осьминоги намеренно размещают камни, ракушки и даже осколки разбитых бутылок, чтобы сформировать стены, которые сужают входы в их логово. [40]

В лабораторных исследованиях было замечено , что Octopus mercatoris , небольшой карликовый вид осьминогов, блокирует свое логово пластиковыми кубиками Lego . [41]

Более мелкие особи обыкновенного осьминога-покровщика ( Tremoctopus violaceus ) держатся за щупальца португальского кораблика (к яду которого они невосприимчивы) и используют их как средство защиты, и как метод захвата добычи. [42]

Способность решать проблемы

Высокочувствительные присоски и хватательные конечности осьминогов, кальмаров и каракатиц позволяют им удерживать и манипулировать объектами. Однако, в отличие от позвоночных, двигательные навыки осьминогов, по-видимому, не зависят от картирования их тела в мозге, поскольку способность организовывать сложные движения, как полагают, не связана с конкретными конечностями. [43]

Головоногие могут решать сложные головоломки, требующие толкающих или тянущих действий, а также могут откручивать крышки контейнеров и открывать защелки на акриловых коробках, чтобы получить еду внутри. Они также могут запоминать решения головоломок и учиться решать одну и ту же головоломку, представленную в разных конфигурациях. [44]

Плененным осьминогам требуется стимуляция, иначе они станут вялыми; обычно это происходит в виде различных игрушек и головоломок. [45] 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. Неоднократно Отто даже вызывал короткие замыкания , выползая из своего аквариума и стреляя струей воды в верхнюю лампу. [46]

Кроме того, после эксперимента с зефиром в Стэнфорде было показано, что головоногие моллюски обладают способностью к планированию будущего и обработке вознаграждений . [47]

Защитное законодательство

Осьминог в зоопарке.

Благодаря своему интеллекту головоногие моллюски обычно защищены правилами испытаний на животных , которые обычно не применяются к беспозвоночным.

В Великобритании с 1993 по 2012 год обыкновенный осьминог ( Octopus vulgaris ) был единственным беспозвоночным, защищенным в соответствии с Законом о животных (научные процедуры) 1986 года . [48] С 2022 года все позвоночные, головоногие и десятиногие моллюски были признаны разумными в соответствии с Законом о благополучии животных (разум) 2022 года .

Головоногие моллюски являются единственными беспозвоночными, находящимися под защитой директивы Европейского союза 2010 года «О защите животных, используемых в научных целях» . [49]

В 2019 году некоторые ученые также выступили за усиление защиты головоногих моллюсков в Соединенных Штатах. [50]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Yekutieli, Y.; Sagiv-Zohar, R.; Aharonov, R.; Engel, Y.; Hochner, B.; Flash, T. (2005). «Динамическая модель руки осьминога. I. Биомеханика тянущегося движения осьминога». Journal of Neurophysiology . 94 (2): 1443–1458. doi :10.1152/jn.00684.2004. PMID  15829594. S2CID  14711055.
  2. ^ Хамфрис, Ллойд Г. (апрель–июнь 1979 г.). «Конструкция общего интеллекта» (PDF) . Intelligence (редакционная статья). 3 (2): 105–120. doi :10.1016/0160-2896(79)90009-6. ISSN  0160-2896. Архивировано (PDF) из оригинала 12 августа 2017 г. . Получено 13 декабря 2020 г. .
  3. ^ «Интеллект головоногих моллюсков». Архивировано 21 марта 2020 г. на Wayback Machine в Энциклопедии астробиологии, астрономии и космических полетов.
  4. ^ Крук, Робин и Базиль, Дженнифер (2008). «Двухфазная кривая памяти у наутилуса с камерой, Nautilus pompilius L. (Cephalopoda: Nautiloidea)» (PDF) . Журнал экспериментальной биологии . 211 (12): 1992–1998. doi : 10.1242/jeb.018531 . PMID  18515730. Архивировано (PDF) из оригинала 4 ноября 2018 г. . Получено 13 декабря 2020 г. .
  5. ^ Хант, Элль (28 марта 2017 г.). «Инопланетный разум: необычайный ум осьминогов и других головоногих». The Guardian . Архивировано из оригинала 18 апреля 2020 г.
  6. ^ Билефски, Дэн (13 апреля 2016 г.). «Осьминог Инки сбегает из новозеландского аквариума» . The New York Times . Архивировано из оригинала 16 апреля 2020 г. Получено 24 апреля 2016 г.
  7. ^ Бэр, Дрейк (20 декабря 2016 г.). «Осьминоги — это „ближайшие к встрече с разумным инопланетянином“». Science of Us . Получено 26 апреля 2017 г.
  8. ^ Трикарико, Елена; Амодио, Пьеро; Понте, Джованна; Фиорито, Грациано (2014). «Познание и распознавание у головоногого моллюска Octopus vulgaris : координация взаимодействия с окружающей средой и особями своего вида». В Witzany, Guenther (ред.). Биокоммуникация животных . Springer. стр. 337–349. doi :10.1007/978-94-007-7414-8_19. ISBN 978-94-007-7413-1. LCCN  2019748877.
  9. ^ Чунг, Вэнь-Сун; Курниаван, Ньоман Д.; Маршалл, Н. Джастин (2020). «К мезомасштабному коннектому мозга кальмара на основе МРТ». iScience . 23 (1): 100816. Bibcode :2020iSci...23j0816C. doi : 10.1016/j.isci.2019.100816 . ISSN  2589-0042. PMC 6974791 . PMID  31972515. 
  10. ^ ab Chung, Wen-Sung; Kurniawan, Nyoman D.; Marshall, N. Justin (2021-11-18). «Сравнительная структура мозга и визуальная обработка у осьминогов из разных мест обитания». Current Biology . 32 (1): 97–110.e4. doi : 10.1016/j.cub.2021.10.070 . ISSN  0960-9822. PMID  34798049. S2CID  244398601.
  11. ^ Никсон, Мэрион; Янг, Джон З. (4 сентября 2003 г.). Мозги и жизни головоногих моллюсков . Oxford University Press (опубликовано 6 ноября 2003 г.). ISBN 978-0198527619. LCCN  2002041659.
  12. ^ Будельманн, БУ (1995). «Нервная система головоногих: что эволюция сделала с дизайном моллюсков». В Breidbach, O.; Kutsch, W. (ред.). Нервные системы беспозвоночных: эволюционный и сравнительный подход . Биркхойзер. ISBN 978-3-7643-5076-5. LCCN  94035125.
  13. ^ Tasaki, I.; Takenaka, T. (октябрь 1963 г.). «Потенциал покоя и действия гигантских аксонов кальмара, внутриклеточно перфузируемых растворами, богатыми натрием» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 50 (4): 619–626. Bibcode :1963PNAS...50..619T. doi : 10.1073/pnas.50.4.619 . PMC 221236 . PMID  14077488. Архивировано (PDF) из оригинала 11 августа 2018 г. . Получено 13 декабря 2020 г. . 
  14. ^ Виллануева, Роджер; Перриконе, Валентина; Фиорито, Грациано (17 августа 2017 г.). «Головоногие как хищники: краткое путешествие среди поведенческих гибких способностей, адаптаций и привычек питания». Frontiers in Physiology . 8 : 598. doi : 10.3389/fphys.2017.00598 . ISSN  1664-042X. PMC 5563153. PMID  28861006 . 
  15. ^ Кусто, Жак Ив (1978). Осьминог и кальмар: Мягкий интеллект
  16. ^ «Гигантский осьминог – могучий, но скрытный обитатель глубин». Смитсоновский национальный зоологический парк. 2 января 2008 г. Архивировано из оригинала 25 августа 2012 г. Получено 4 февраля 2014 г.
  17. ^ Wood, J. B; Anderson, R. C (2004). "Межвидовая оценка поведения побега осьминога" (PDF) . Журнал прикладной науки о благополучии животных . 7 (2): 95–106. doi :10.1207/s15327604jaws0702_2. PMID  15234886. S2CID  16639444 . Получено 11 сентября 2015 г. .
  18. ^ Ли, Генри (1875). "V: Осьминог вне воды". Заметки об аквариуме – Осьминог; или «рыба-дьявол» вымысла и фактов . Лондон: Чапман и Холл. стр. 38–39. OCLC  1544491. Получено 11 сентября 2015 г. Этот негодяй-мародер время от времени вылезал из воды в своем аквариуме и карабкался по камням, а затем через стену в соседний; там он подкрепился молодой рыбой-пигоном и, сожрав ее, скромно вернулся в свою комнату тем же путем с сытым желудком и довольным умом.
  19. ↑ Рой, Элеанор Эйндж (14 апреля 2016 г.). «Великий побег: осьминог Инки вырывается на свободу из аквариума». The Guardian (Австралия) .
  20. ^ Паккард, А. (1972). «Головоногие и рыбы: пределы конвергенции». Biological Reviews . 47 (2): 241–307. doi :10.1111/j.1469-185X.1972.tb00975.x. S2CID  85088231.
  21. ^ ab Brown, C.; Garwood, MP; Williamson, JE (2012). «Жульничество выгодно: тактический обман в социальной сигнальной системе головоногих». Biology Letters . 8 (5): 729–732. doi :10.1098/rsbl.2012.0435. PMC 3440998. PMID 22764112  . 
  22. ^ Клони, РА; Флори, Э. (1968). «Ультраструктура органов хроматофора головоногих моллюсков». Z. Zellforsch. Mikrosk. Anat . 89 (2): 250–280. doi :10.1007/BF00347297. PMID  5700268. S2CID  26566732.
  23. ^ "Sepioteuthis sepioidea, Карибский рифовый кальмар" . Страница головоногих . Проверено 20 января 2010 г.
  24. ^ Бирн, РА; Грибель, У.; Вуд, Дж.Б.; Мазер, Дж. А. (2003). «Кальмары говорят это кожей: графическая модель отображения кожи в Caribbean Reef Squid». Berliner Geowissenschaftliche Abhandlungen . 3 : 29–35.
  25. ^ Нувер, Рэйчел . «В морских глубинах: ученые давали осьминогам экстази для изучения социального поведения». Scientific American .
  26. ^ Циммерман, Тим (июль 2006 г.). «Узрите кальмара Гумбольдта». Журнал Outside .
  27. ^ «Кальмары такие же умные, как собаки?». www.medicalnewstoday.com . 2020-02-10 . Получено 2021-06-07 .
  28. ^ Фиорито, Грациано; Скотто, Пьетро (24 апреля 1992 г.). «Наблюдательное обучение у осьминогов обыкновенных». Science . 256 (5056): 545–547. Bibcode :1992Sci...256..545F. doi :10.1126/science.256.5056.545. PMID  17787951. S2CID  29444311 . Получено 18 февраля 2015 г. .
  29. ^ "Octopus intelligence: Jar opening". BBC News . 25 февраля 2003 г. Получено 4 февраля 2014 г.
  30. ↑ Гамильтон, Гарри (7 июня 1997 г.). «О чём думает этот осьминог?». New Scientist . № 2085. С. 30–35 . Получено 18 февраля 2015 г.
  31. ^ Стюарт, Дуг (1997). «Вооружен, но не опасен: действительно ли осьминог — беспозвоночный интеллект моря». National Wildlife . 35 (2).
  32. ^ Mather, JA; Anderson, RC (1998). Wood, JB (ред.). «Какого поведения мы можем ожидать от осьминогов?». Страница головоногих .
  33. ^ Mather, JA, Anderson, RC и Wood, JB (2010). Осьминог: разумное беспозвоночное животное океана . Timber Press.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  34. ^ Фиорито, Г. и Скотто, П. (1992). «Наблюдательное обучение у Octopus vulgaris». Science . 256 (5056): 545–547. Bibcode :1992Sci...256..545F. doi :10.1126/science.256.5056.545. PMID  17787951. S2CID  29444311.
  35. ^ Крук, Р. Дж. и Уолтерс, Э. Т. (2011). «Ноцицептивное поведение и физиология моллюсков: последствия для благополучия животных». Журнал ILAR . 52 (2): 185–195. doi : 10.1093/ilar.52.2.185 . PMID  21709311.
  36. ^ Финн, Джулиан К.; Трегенца, Том; Норман, Марк Д. (15 декабря 2009 г.). «Использование оборонительных орудий осьминогом, несущим кокос» (PDF) . Current Biology . 19 (23): R1069–R1070. Bibcode :2009CBio...19R1069F. doi : 10.1016/j.cub.2009.10.052 . PMID  20064403. Архивировано (PDF) из оригинала 11 августа 2017 г. – через Occidental College .
  37. ^ Морель, Ребекка (14 декабря 2009 г.). «Осьминог хватает кокос и убегает». BBC News . Архивировано из оригинала 31 мая 2020 г. Получено 20 января 2010 г.
  38. ^ "Кокосовое убежище: доказательства использования инструментов осьминогами | Образовательные видео EduTube". Edutube.org. 2009-12-14. Архивировано из оригинала 2013-10-24 . Получено 2010-01-20 .
  39. ↑ Использование инструмента Octopus на YouTube опубликовано 26 января 2010 г. в New Scientist
  40. ^ "Простые орудия у сов и головоногих моллюсков". Карта жизни. 2010. Получено 23 июля 2013 г.
  41. ^ Ойнума, Колин (14 апреля 2008 г.). « Реакция Octopus mercatoris на новые объекты в лабораторных условиях: доказательства поведения игры и использования инструментов?» В Octopus Tool Use and Game Behavior [1]
  42. ↑ Джонс, Эверет К. (22 февраля 1963 г.). « Tremoctopus violaceus использует щупальца Physalia как оружие». Science . 139 (3556): 764–766. Bibcode :1963Sci...139..764J. doi :10.1126/science.139.3556.764. JSTOR  1710225. PMID  17829125. S2CID  40186769.
  43. ^ Zullo, Letizia; Sumbre, German; Agnisola, Claudio; Flash, Tamar ; Hochner, Binyamin (17 сентября 2009 г.). «Несоматотопическая организация высших двигательных центров осьминога» (PDF) . Current Biology . 19 (19): 1632–6. Bibcode :2009CBio...19.1632Z. doi : 10.1016/j.cub.2009.07.067 . PMID  19765993. Архивировано (PDF) из оригинала 9 июля 2020 г. . Получено 13 декабря 2020 г. .
  44. ^ Рихтер, Йонас Н.; Хохнер, Биньямин; Куба, Майкл Дж. (2016-03-22). «Тянуть или толкать? Осьминоги решают головоломку». PLOS ONE . 11 (3): e0152048. Bibcode : 2016PLoSO..1152048R. doi : 10.1371/journal.pone.0152048 . ISSN  1932-6203. PMC 4803207. PMID 27003439  . 
  45. ^ «Пленные осьминоги нуждаются в интеллектуальной стимуляции, иначе им станет скучно». curious.com . Получено 19.11.2018 .[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]
  46. ^ "Otto the octopus wreaks havoc" . The Telegraph . 31 октября 2008 г. Архивировано из оригинала 24 июня 2011 г.
  47. ^ Старр, Мишель (3 марта 2021 г.). «Головоногое моллюск прошел когнитивный тест, разработанный для человеческих детей». ScienceAlert . Получено 03.03.2021 .
  48. ^ "Закон о животных (научные процедуры) (поправка) 1993". Национальный архив . Получено 18 февраля 2015 г.
  49. ^ "ДИРЕКТИВА 2010/63/EU ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА". Официальный журнал Европейского Союза. Статья 1, 3(b) . Получено 18 февраля 2015 г.
  50. ^ Забель, Джозеф (весна 2019 г.). «Законодателям необходимо разработать позвоночник для животных, у которых его нет: включение головоногих в Закон о защите животных». Журнал права животных и окружающей среды . 10 (2). Юридическая школа Университета Луисвилля : 1.

Дальнейшее чтение