Питер Годфри-Смит - Чужой разум

Оставив пока что хордовых за рамками обсуждения, отметим, что пути двух других групп достаточно сильно различаются. Многие виды членистоногих специализируются на общественной жизни и сотрудничестве. Разумеется, не все – большинство видов членистоногих одиночные, – но в сфере поведения главные достижения этого типа животных связаны с социальным образом жизни. Особенно яркими примерами служат муравейники и пчелиные колонии, а также целые города с воздушной вентиляцией, которые строят термиты.

У головоногих все иначе. Они никогда не выходили на сушу (хотя другие моллюски это сделали), и хотя они, очевидно, вступили на путь усложнения поведения позже членистоногих, они в итоге развили более крупный мозг. (Здесь я рассматриваю муравейник не как единый мозг, а как совокупность отдельных организмов, у каждого из которых свой мозг.) У членистоногих сложнейшие формы поведения обычно бывают результатом слаженного взаимодействия между особями [70]. Некоторые виды кальмаров социальны, но им далеко до уровня организации муравьев и медоносных пчел. За этим частичным исключением, головоногие выработали несоциальный интеллект. В особенности осьминог, которому суждено пойти по пути уникальной, одинокой сложности.

Эволюция нервной системы

Давайте поближе познакомимся с тем, что у осьминога внутри и как развивалась нервная система, управляющая его поведением.

В общих чертах история большого мозга напоминает рогатку (Y). В ее развилке располагается последний общий предок позвоночных и моллюсков. На самом деле оттуда выходит множество путей, но я для простоты выделяю только два – один ведет к нам, другой к головоногим. Какие черты имелись на этой предковой стадии, которые можно было унаследовать на обоих путях? У предка на развилке рогатки, безусловно, были нейроны [71]. Но он был, по-видимому, червеобразным существом с простой нервной системой. У него могли быть примитивные глаза. Его нейроны, возможно, были более-менее сгруппированы в головном конце, но настоящего мозга у него не было. От этой развилки эволюция нервных систем расходится на целый ряд независимых линий, две из которых привели к большому мозгу, устроенному у каждой по-своему.

В нашей линии появляется план строения хордовых – с нервной трубкой, проходящей вдоль спины, и мозгом на ее переднем конце. Этот план наблюдается у рыб, рептилий, птиц и млекопитающих. В другой линии – головоногих – возник иной план строения тела и иная разновидность нервной системы [72]. Их нервная система более распределенная – менее централизованная, чем наша. Нейроны беспозвоночных, как правило, собраны во множественные ганглии , узелки, связанные друг с другом, сеть которых пронизывает все тело. Ганглии могут объединяться в пары, связанные нервами, которые проходят вдоль и поперек тела, словно параллели и меридианы. Такой тип нервной системы иногда именуют «лестничным», поскольку она напоминает лесенку, заключенную внутри тела. Предки головоногих, вероятно, обладали нервной системой подобного типа, так что когда в ходе эволюции количество их нейронов умножилось, то наращение происходило на этой базе.

В ходе этого наращения часть ганглиев выросла и усложнилась, и к ним прибавились новые. Нейроны сосредоточились в переднем конце животного, и из них стало формироваться что-то все больше и больше напоминавшее настоящий мозг. Старая лестничная схема была отчасти поглощена, но лишь отчасти, и основа строения нервной системы головоногих сохраняет глубокие отличия от нашей.

Самое странное в ней то, что пищевод – трубка, через которую пища, попадающая в рот, поступает внутрь тела, – проходит сквозь середину центрального мозга. Это кажется полной нелепостью – там мозгу явно делать нечего. Если осьминог проглотит что-то острое, способное проткнуть ему «глотку», то острый предмет попадает ему прямо в мозг. И таких пострадавших находили не раз.

Более того, основная часть нервной системы головоногого вообще располагается не в мозгу – она распределена по всему телу. У осьминога большинство нейронов находится непосредственно в щупальцах – их там вдвое больше, чем в центральном мозгу. У щупалец собственная система сенсоров и управления. Они обладают не только осязанием, но также восприимчивостью к химическим веществам – обонянием или вкусом. С каждой присоской на щупальце осьминога может быть связано до 10 000 нейронов, обрабатывающих вкусовую и осязательную информацию. Даже отрезанное щупальце может выполнять разнообразные базовые движения, например дотягиваться и хватать.

Как связаны между собой мозг осьминога и его щупальца? По старым исследованиям их поведения и анатомии создавалось впечатление, что щупальца достаточно независимы [73]. Нервные тяжи, которые идут от щупалец к центральному мозгу, казались слишком тонкими. Иные опыты по изучению поведения создавали даже впечатление, что осьминоги не понимают, где их собственные щупальца. Как пишут Роджер Хэнлон и Джон Мессенджер в «Поведении головоногих», щупальца представлялись «курьезно изолированными» от мозга, по крайней мере в части управления основными движениями.

При этом внутренняя координация отдельного щупальца может быть весьма ловкой. Когда осьминог тянет к себе пищу, захват ее кончиком щупальца создает две волны мышечной активации: одна направлена от кончика внутрь, а вторая – от тела наружу [74]. При встрече этих волн образуется сгиб – нечто вроде временного локтя. Кроме того, нервная система в каждом щупальце образует нейронные петли (по-научному возвратные связи ), которые, вероятно, сообщают щупальцу какую-то элементарную краткосрочную память, хотя пока неизвестно, как осьминог использует эту систему [75].

Иногда, впрочем, осьминог может «собраться в кучку», особенно когда это жизненно важно. Как мы убедились в начале этой главы, когда вы встречаетесь с осьминогом в дикой природе и останавливаетесь перед ним, представители как минимум некоторых видов вытягивают щупальце, изучая вас. Нередко за первым вытягивается второе, но поначалу всегда приходит в движение только одно, а взгляд животного следит за вами. Это предполагает некую преднамеренность, то, что действием руководит мозг. Ниже приведен кадр видеосъемки из Октополиса, который подкрепляет такое предположение. Один осьминог – в центре кадра – набрасывается на другого, справа, подняв одно щупальце, чтобы схватить противника.

Вероятно, тут действует какое-то сочетание локального и централизованного управления. Лучшая известная мне исследовательская работа на эту тему проведена в лаборатории Биньямина Хохнера в Еврейском университете Иерусалима. Статья 2011 года, написанная Хохнером в соавторстве с Тамар Гутник, Рут Берн и Майклом Кубой, описывала весьма изобретательный эксперимент [76]. Они задались вопросом, способен ли осьминог научиться просовывать отдельное щупальце сквозь лабиринт, чтобы достать пищу. Задача была поставлена так, что собственные химические сенсоры на щупальце не помогли бы отыскать пищу: в определенной точке щупальце нужно было высунуть из воды, чтобы достичь цели. Но стенки лабиринта были прозрачными, так что было видно, где находится корм. В решении задачи с лабиринтом осьминогу приходилось руководствоваться зрением.