Питер Годфри-Смит - Чужой разум. Осьминоги, море и глубинные истоки сознания

Пусть у гигантской каракатицы и нет универсальной изобретательности осьминога, у нее есть черты, надолго запоминающиеся после встречи с ней в море: дружелюбное любопытство (по крайней мере у некоторых особей) или опасливый интерес, когда она то подплывает к вам, то удаляется. И бесконечные, удивительные переливы красок.

Кожа каракатицы — многослойный экран, управляемый непосредственно мозгом. Нейроны от мозга выходят через тело в кожу, где они управляют мышцами. Мышцы, в свою очередь, управляют миллионами пигментных мешочков, подобных пикселям. Когда каракатица что-то чувствует или принимает решение, ее цвет меняется в мгновение ока.

Вот как это устроено [126] Познавательное описание имеется в книге Хэнлона и Мессенджера Cephalopod Behavior . С тех пор опубликовано множество исследований лаборатории Роберта Хэнлона в Центре изучения морской фауны Вудс-Хоул: http://www.mbl.edu/bell/current-faculty/hanlon . О хроматофорах подробно см. Leila Deravi et al., «The Structure-Function Relationships of a Natural Nanoscale Photonic Device in Cuttlefish Chromatophores», Journal of the Royal Society Interface, 11, no. 93 (2014): 201130942. Набросанная мною схема расположения слоев кожи приблизительно воспроизводит иллюстрацию из этой книги. Но не у всех головоногих имеется полноценный трехслойный механизм, как на рисунке. . У кожи есть внешний слой, дерма , который служит оболочкой. Ниже располагается слой, содержащий хроматофоры — самый важный элемент управления цветом. В одном хроматофоре несколько различных типов клеток. Одна клетка содержит мешочек с пигментом. Вокруг нее — десяток или даже два мышечных клеток, которые придают мешочку разнообразные формы. Эти мышцы управляются мозгом. Они растягивают мешочек, чтобы цвет проявился, или расслабляют его, чтобы вызвать противоположный эффект.

Каждый хроматофор несет пигмент только одного цвета. У разных видов головоногих разные пигменты, и обычно у животного их по три типа. У гигантской каракатицы хроматофоры красные, желтые и черно-коричневые. Каждый в диаметре менее миллиметра.

Этот механизм объясняет некоторые цвета головоногих, но не все. Гигантская каракатица может получить красный или желтый цвет, активировав соответствующие хроматофоры, и оранжевый, скомбинировав оба. Но этот механизм не предусматривает возможности получить другие цвета, которые наблюдаются у каракатиц. Так невозможно получить синий, зеленый, фиолетовый или серебристо-белый. Эти цвета дает механизм, помещающийся в более глубоких слоях кожи. Там находятся несколько типов отражающих клеток . Эти клетки, в отличие от хроматофоров, не содержат постоянных пигментов, а отражают попадающий на них свет. И отражение не простое, не как в обычном зеркале. В иридофорах свет многократно отражается рикошетом и фильтруется сквозь микроскопические стопки пластинок. Эти пластинки разделяют и направляют разные световые волны, отражая цвета, иные, чем свет «на входе». Так, среди прочего, получаются зеленые и синие оттенки, которых не могут дать хроматофоры. Эти клетки не связаны напрямую с мозгом, но, по-видимому, отчасти управляются (медленнее) другими химическими сигналами. Сразу под иридофорами расположены лейкофоры , еще один тип отражающих клеток, — они не изменяют свет, а просто отражают его зеркально. Поэтому они чаще всего выглядят белыми, хотя могут отражать любой цвет. Поскольку хроматофоры располагаются выше отражающих клеток, то они накладывают свой отсвет на все эффекты, создаваемые отражающими клетками. Когда хроматофоры расширяются, изменяется свет, проходящий сквозь них к отражающим клеткам, а следовательно, и тот, который отражается.

Представьте себе кожу каракатицы сбоку в разрезе. Мы увидим верхний слой, затем слой, заполненный миллионами крошечных красочных мешочков, каждый из которых постоянно растягивается и сжимается, то показывая, то скрывая пигментное содержимое. Это происходит на огромной скорости, с помощью многочисленных мышц. Часть света проходит сквозь этот слой и попадает на следующий, где его отразят и отфильтруют стопки зеркал. Эти клетки тоже меняют форму, намного медленнее, когда получают откуда-нибудь химический сигнал. Еще дальше вглубь простые зеркальные клетки отражают любой свет, который до них дойдет.

Вот схема слоев:

Предположим, у гигантской каракатицы около 10 миллионов хроматофоров. Тогда, в грубом приближении, этот слой кожи животного — аналог экрана с разрешением в 10 мегапикселей. В грубом приближении — поскольку эти пиксели, очевидно, управляются не по отдельности, а локальными кластерами, и поскольку каждый хроматофор дает только один цвет. Некоторые пиксели, кроме того, располагаются поверх других, так что один и тот же участок кожи может давать разные цвета. Слои ниже хроматофоров еще усложняют картину.

Цветные слои кожи головоногих — тонкие и хрупкие. Каракатицы выглядят совсем иначе, когда их кожа слезает от старости или травмы. Они покрываются тусклыми белыми пятнами. Их волшебная кожа — лишь тонкая пленочка, само тело у них просто белое.

У животных, которых я наблюдаю, «основные» оттенки — красные, в том смысле, что их можно видеть чаще всего. Их диапазон — от бордового до алого, как пожарная машина. Нередко красный фон украшен узорами, которые под водой смотрятся серебристо-белыми. Они образуют точки и прожилки, вспыхивают мелкими зубчиками или жемчужными ожерельями. Другие цвета проявляются пятнами — желтые, оранжевые, оливково-зеленые. Их рисунок может быть неподвижен, но расцветка редко держится подолгу. Их «движущиеся» орнаменты — словно фильмы, которые каракатица проигрывает на экране своей кожи. Например, так называемые бегущие облака . Вдоль тела, от переднего конца к заднему или наоборот, ритмично пробегают чередующиеся волны темных и светлых пятен. Однажды я наблюдал сверху за крупной каракатицей и увидел, что она показала левым боком «бегущее облако» другой каракатице, сидевшей под камнем, тогда как правый бок, обращенный в море, имел неподвижную маскировочную окраску.

Смена цвета у каракатицы часто сопровождается сменой формы тела и фактуры кожи. Иногда они плавают, вздыбив на спине десятки «бородавок», образованных кожными складками. «Бородавки» напоминают уменьшенные до размеров в пару сантиметров пластины на хребте стегозавра. Но внутри них нет ничего твердого, и они могут появиться за одну секунду. Кожа вокруг глаз способна на искусное формирование мелких деталей. Многие каракатицы могут создавать кожные складки и тонкие жгутики над глазами. Они похожи на тщательно сконструированные накладные брови.