«Нам в руки словно попали марсиане и завещали себя науке»: в чем мозг моллюска превосходит мозг человека

В феврале в издательстве «Альпина нон-фикшн» на русском языке выходит книга американской писательницы-натуралиста Сай Монтгомери «Душа осьминога: Тайны сознания удивительного существа» — об отношениях, которые за многие годы исследований сложились между людьми и осьминогами, и об удивительных физических и умственных способностях этих животных. «Медуза» публикует фрагмент главы «Октавия»: о выдающемся умении головоногих моллюсков маскироваться и менять форму, а также о сходстве мозга и глаз осьминога с человеческими. Перевод Ирины Евстигнеевой.

Через неделю после того, как осьминог Октавия попыталась затащить меня в свой аквариум, я снова к ней вернулась. Заинтересовавшись моей статьей в журнале Orion, мои друзья с национального экологического радио, ведущие передачу «Жизнь на Земле», захотели посвятить часть эфира интеллекту осьминогов. Они надеялись пообщаться с Октавией, но, к сожалению, я ничего не могла им гарантировать.

Я пришла пораньше, чтобы поговорить с Биллом, Уилсоном и Скоттом. Какой прием Октавия может оказать моим друзьям? Билл, который работает с осьминогами в океанариуме больше восьми лет, охарактеризовал свою подопечную как «агрессивную и необщительную».

«Она действительно не игрива», — согласился Уилсон. В отличие от остальных осьминогов, в половине случаев, когда он пытался с ней пообщаться, она полностью его игнорировала.

Октавия отличается от других осьминогов, живших в океанариуме, еще одной важной особенностью: она любит маскироваться. Ее предшественники, прибывшие в аквариум совсем маленькими, выросли в искусственных условиях, в абсолютно пустых резервуарах, где не было ни камней, ни песка, ни укрытий, ни других животных. И хотя они могли менять цвет — краснели при возбуждении и становились бледными или белыми в спокойном состоянии, меняли оттенки от коричневого до белого и покрывались пятнами, — они не пытались имитировать предметы из своего жилища ради маскировки: слишком уж бедна была окружавшая их обстановка. Когда их переводили из пустого резервуара в общественный аквариум, такого навыка у них попросту не было.

Но Октавия была мастером мимикрии.

Способность осьминогов и их родственников к маскировке не имеет аналогов в животном мире с точки зрения скорости и разнообразия. В сравнении с ними меркнут даже хамелеоны. Большинство стандартных вариантов камуфляжа у животных можно перечесть по пальцам. В арсенале головоногих их насчитывается от тридцати до пятидесяти. Они могут менять цвет, форму и текстуру за семь десятых доли секунды. Однажды исследователи наблюдали за одним осьминогом на тихоокеанском коралловом рифе и подсчитали, что тот изменился 177 раз всего за час! Когда сотрудники из Вудсхоулского океанографического института клали головоногих на шахматную доску, те становились практически невидимыми, тщательно имитируя узор из черных и белых клеток. Тот же фокус они могут провернуть с любой поверхностью.

Богатая цветовая палитра, доступная осьминогам и их родственникам, обеспечивается за счет того, что исследователь из Вудс-Хоула Роджер Хэнлон называет электрической кожей. У поверхности кожи осьминогов расположены три слоя из трех различных типов клеток, каждый из которых функционирует по-своему. Нижний слой состоит из белых лейкофоров и пассивно отражает фоновый свет. Судя по всему, этот процесс не задействует мышцы или нервы. Средний слой содержит крошечные иридофоры, в поперечнике не превышающие 100 микрон. Они также отражают свет, в том числе поляризованный (его не воспринимают люди, но прекрасно видят многие хищники и птицы, охотящиеся на осьминогов). Иридофоры создают палитру из переливающихся зеленых, синих, золотых и розовых цветов. Часть этих клеток функционирует в автоматическом режиме, но некоторые контролируются нервной системой. Они связаны с нейромедиатором ацетилхолином — первым нейромедиатором, обнаруженным у всех животных. Ацетилхолин отвечает за сокращение мышц; у людей он также играет важную роль в процессах памяти, обучения и быстрого сна. У осьминогов повышенная выработка ацетилхолина «включает» зеленый и синий цвета, а снижение его концентрации — розовые и золотые. Верхний слой кожи осьминога содержит хроматофоры — клетки с крошечными эластичными мешочками, наполненными гранулами желтого, красного, коричневого и черного пигмента, которые за счет деформации меняют свои оптические свойства. Маскировка одного только глаза — в стиле маски бандита, повязки и другой звездной россыпи — задействует не менее пяти миллионов хроматофоров. Осьминог может произвольно управлять каждым хроматофором через систему нервов и мышц.

Чтобы слиться с окружающей средой и обмануть хищника или жертву, осьминог может создавать пятна, полоски и крапчатость на всей поверхности своего тела, кроме присосок, полости воронки и щелей под мантией. Он способен создавать на коже настоящие световые шоу. В арсенале этого животного имеется вариант динамичной маскировки под названием «Летящее облако» — она напоминает темную тучку, скользящую по поверхности земли, и создает впечатление, что осьминог движется, когда в действительности он неподвижен. Кроме того, осьминог может произвольно управлять своей текстурой — выпячивать и сглаживать мясистые выступы на коже, называемые папиллами, а также полностью менять форму тела. Осьминоги-подражатели, живущие в песке на дне Атлантики, превзошли все другие виды: они способны имитировать не только окружающую среду, но и множество видов рыб и животных, в том числе камбал, морских змей, и даже ядовитых крылаток, трансформируясь за считаные секунды.

Ни один из исследователей сегодня не считает эту способность чисто инстинктивной. Осьминог может решить, как именно преобразиться в том или ином случае, оценить результат и при необходимости сменить камуфляж. Октавия намного превосходила своих предшественников в способностях к маскировке потому, что она выросла в дикой природе, где была вынуждена спасаться от хищников и сама добывать себе еду.

Это еще одно свойство уникального, пока недоступного нашему пониманию разума беспозвоночных. Но я боялась, что Октавия не даст моим друзьям шанса увидеть хотя бы слабый отблеск своего блестящего интеллекта, а заставит лицезреть только мешковатое, бескостное тело, скрытое во мраке логова. «Если она не захочет выйти, мы ничего не сможем сделать», — предупредил меня Уилсон.

Поэтому я была совершенно не готова к тому, что случилось, стоило Биллу открыть крышку аквариума. Когда ведущий Стив Кервуд, его продюсер и звукозаписывающая команда окружили аквариум, а Уилсон привычным жестом выловил из пластикового ведерка мойву и положил на краешек резервуара, Октавия — вся красная от возбуждения — мгновенно ринулась к нему. Ее голова выскочила над поверхностью воды, как алый буй. Она внимательно посмотрела нам в глаза, после чего милостиво приняла подношение. Передавая его по цепочке ко рту, она высунула из воды три других щупальца и схватила свободную руку Уилсона большими присосками. Я опустила руки в воду, и она обвила и меня. Я почувствовала, как ее присоски припечатались к моей коже, но на этот раз она не тянула меня к себе.

— Стив, хочешь поздороваться с Октавией? — спросил Билл. — Тогда засучи рукава и сними часы. Мы шутим, что у осьминогов настолько проворные руки, что они снимут с вас часы или кольцо с ловкостью фокусника. Но на самом деле мы снимаем все острые предметы, чтобы не поранить осьминога.

Стив выполнил все инструкции и погрузил пальцы в воду, а Октавия немедленно оплела их щупальцем.

— Ой! — воскликнул Стив. — Вот это хватка!

Уилсон протянул Октавии еще одну мойву. — Я чувствую ее присоски! — сказал Стив и, узнав от Билла, что Октавия может контролировать каждую присоску в отдельности, добавил: — Вот это да! Представляете, как она могла бы играть на пианино?!

Мы тонули во впечатлениях: ощущение присосок Октавии на нашей коже, ее неуловимо меняющее окраску тело, неограниченная гибкость ее восьми бескостных рук. Шесть человек не сводили с нее глаз, трое держали руки в аквариуме, и никто из нас не заметил, как это произошло: в одно мгновение ведерко с рыбой вдруг оказалось в ее цепких руках. Не прекращая ощупывать меня, Уилсона и Стива, она стащила ведерко прямо у нас из-под носа!

Октавию не интересовала рыба. Как и неделю назад, когда она схватила щипцы с кальмаром, ее просто привлек новый предмет — ведерко. Она держала его дном к себе, даже не пытаясь достать находящуюся в нем рыбу. Передав его к самым крупным присоскам, она обхватила его перепонками между рук подобно тому, как ястреб прячет добычу под крыльями.

Видимо, даже шестерых посетителей было недостаточно, чтобы полностью захватить ее внимание. И в отличие от человека, который за ужином постоянно отвлекается от еды и разговора, чтобы проверить электронную почту и отправить сообщения, Октавия легко справлялась с многозадачностью: она была в равной степени сфокусирована на каждом из своих многочисленных одновременных усилий. Это поразило нас больше всего, поскольку мы не могли справиться даже с одной, казалось бы, очень простой задачей: контролировать то, что делает находящееся перед нами животное, которое мы к тому же и гладили.

— Но, если осьминог настолько умен, — спросил Стив у Билла, — может, в океане есть и другие существа, которые обладают личностью, памятью и чувствами?

— Хороший вопрос, — ответил Билл. — Кто знает, что еще скрывается в его глубинах?

***

Для беспозвоночного мозг осьминога просто огромен. У Октавии он размером с грецкий орех — как у африканского серого попугая. Серый попугай Алекс, обученный доктором Ирэн Пепперберг, научился осмысленно использовать сто разговорных английских слов, демонстрировал понимание понятий формы, размера и материала, умел выполнять простейшие математические действия и задавать вопросы. Он также умел обманывать своих учителей — и извиняться, когда его на этом ловили.

Разумеется, размер мозга — это еще не все. Как показывают современные компьютерные технологии, в миниатюрных системах может быть скрыт огромный потенциал. Еще один параметр, используемый учеными для оценки мощности мозга, — количество нейронов, базовых элементов обработки информации. По этому показателю осьминоги также впечатляют. У осьминога 300 миллионов нейронов; у крысы — 200 миллионов, у лягушки — около 16 миллионов, а у его родственницы прудовой улитки — от силы 11 тысяч.

С другой стороны, мозг человека насчитывает 100 миллиардов нейронов. Но наш мозг едва ли можно в полной мере сравнить с осьминожьим. «Нам в руки словно попали марсиане и завещали себя науке: головоногие моллюски — единственные животные, помимо позвоночных, которые сумели развить очень сложный мозг», — говорит нейробиолог Клифф Регсдейл из Чикагского университета. Регсдейл изучает нейронную сеть осьминогов, чтобы узнать, как она работает, и сравнить ее с нашей.

Человеческий мозг состоит из четырех долей, каждая из которых выполняет свой набор функций. Мозг осьминога в зависимости от вида и способа подсчета включает от 50 до 75 различных долей. Причем большинство нейронов осьминога находится даже не в мозге, а в руках. Это может быть результатом адаптации к той экстремальной многозадачности, которая присуща этому животному. Только представьте: ему нужно координировать действия всех восьми рук, постоянно менять цвет и форму, учиться, думать, решать и запоминать, одновременно обрабатывая потоки осязательной, вкусовой и другой информации, поступающей от каждого сантиметра кожи, и анализировать поток визуальных изображений, обеспечиваемый его хорошо развитыми, сравнимыми с человеческими глазами.

Но к своему сложному мозгу и глазам человек и осьминог пришли разными эволюционными путями. Общий предок человека и осьминога — примитивное существо — был настолько древним, что у него еще не успели развиться ни мозг, ни глаза. Однако глаза осьминога поразительно похожи на наши. И те и другие имеют прозрачную роговицу, хрусталик для фокусировки, радужку для регулирования входящего света и сетчатку в задней части глаза для преобразования света в нервные сигналы, которые поступают на обработку в мозг. В то же время есть и различия. В отличие от нашего, глаз осьминога способен видеть поляризованный свет. В нем нет слепого пятна. (У человека в том месте, где зрительный нерв проходит сквозь сетчатку на другую ее сторону, находится слепое пятно. А у осьминога зрительный нерв опоясывает сетчатку снаружи.) У нас бинокулярное зрение, и наши глаза смотрят вперед — в том направлении, в котором мы обычно движемся. Глаз осьминога адаптирован для панорамного зрения и имеет широкий угол обзора, причем каждый глаз может поворачиваться самостоятельно, как у хамелеона. Наши глаза способны видеть до самого горизонта, у осьминогов — всего на два с половиной метра вокруг.

Есть и еще одно важное различие. У человеческих глаз три зрительных пигмента для различения цветов. У осьминогов — всего один, из-за чего эти гении камуфляжа, способные переливаться всеми цветами радуги, страдают цветовой слепотой.

Как же осьминог определяет, в какой цвет ему окраситься? Последние исследования показывают, что головоногие, возможно, видят кожей. Исследователи из Вудсхоулского института океанографии и Вашингтонского университета установили, что кожа лекарственной каракатицы Sepia officinalis, близкой родственницы осьминога, содержит генные последовательности, характерные для сетчатки глаза.

Чтобы понять разум этого инопланетного существа, нам, людям, требуется очень гибкое мышление. Морской биолог Джеймс Вудс считает, что нам просто мешает гордыня. Он предлагает представить, как животное наподобие Октавии может оценить человеческий потенциал: «Осьминог ведь тоже может спросить вас: сколько разных вариантов цветовой маскировки может сменить ваша отрезанная рука за секунду?» На основании нашего ответа он может резонно заключить, что люди — очень ограниченные существа. В конце концов, разве можно назвать умными шестерых индивидов, которые не в состоянии уберечь ведерко с рыбой у себя под носом? Эта мысль так же унизительна, как и возможная альтернатива. Недаром римский философ Клавдий Элиан еще на рубеже III века в одном из своих сочинений заметил, что «этих животных отличают неимоверная хитрость и коварство». Возможно, Октавия признала в нас разумных существ и наслаждалась тем, что сумела нас переиграть.