Параллельная эволюция. Животное, способное составить конкуренцию человеку

МОСКВА, 30 апр — РИА Новости, Альфия Еникеева. Мозг осьминога по сложности сопоставим с собачьим. Строением он кардинально отличается от мозга позвоночных, что, по-видимому, не мешает эффективно его использовать. Эти головоногие способны редактировать собственный геном, приспосабливаясь к самым неблагоприятным условиям обитания, и вполне могли бы в будущем составить конкуренцию человеку. Почему у них есть все шансы превратиться в высокоинтеллектуальных существ — в материале РИА Новости.

Приматы моря

В конце 1990-х годов канадские ученые наблюдали за восемью молодыми осьминогами Enteroctopus dofleini. Каждому давали по четыре пустых пластиковых баночки, заполненных воздухом, — две черные и две белые. Баночки не тонули, чем очень заинтересовали животных, которые то хватали их щупальцами, то отбрасывали струей воды. Осьминожьего внимания хватило на полчаса, после чего они потеряли к баночкам интерес.

Подобное поведение не имело никакого адаптивного смысла, а значит, решили ученые, животные просто развлекались. Так головоногие моллюски стали первыми беспозвоночными, за которыми биологи признали способность играть. До этого игровое поведение наблюдали только у млекопитающих и птиц.

Чуть позже выяснилось, что желание развлечься никак не зависит от пола и возраста осьминогов. Биологи опускали в аквариумы кубики лего, и ими одинаково увлекались как самцы, так и самки.

Дальше больше. Во-первых, исследования продемонстрировали, что у головоногих есть зачатки личности и они умеют различать людей. В экспериментах канадских ученых животные по-разному реагировали на каждого из двух добровольцев — меняли цвет и направление щупалец. Во-вторых, подводные "интеллектуалы" оказались способны решать сложные нестандартные задачи, с которыми ни они сами, ни их предки не встречались.

В-третьих, некоторые виды — например, большие тихоокеанские полосатые осьминоги — отличаются довольно сложным социальным и брачным поведением. Они живут в группах по сорок особей и совместно охотятся. Кроме того, в период размножения самец и самка могут по нескольку дней не расставаться, делиться едой и даже "целоваться" — соприкасаться клювами и присосками на щупальцах.

CC BY-SA 3.0 / Seeeko / Larger Pacific striped octopus

В период размножения самец и самка тихоокеанского полосатого осьминога могут в течение нескольких дней жить вместе

Восемь умных ног

Все эти особенности у морских головоногих формировались независимо от эволюции позвоночных. Последний их общий предок жил почти восемьсот миллионов лет назад, что сказалось не только на внешнем виде, но и внутреннем строении.

Помимо трех сердец, эти животные обладают очень необычным мозгом. Он содержит почти пятьсот миллионов нервных клеток — не так много по сравнению с человеческими 85 миллиардами, но вполне сопоставимо с количеством нейронов в мозге собаки. Однако у осьминогов клетки крупнее и иначе распределены по телу. Если у людей большая часть нейронов сосредоточена в мозге, то у головоногих на этот орган приходится только около десяти процентов. Еще 30 процентов расположены в крупных зрительных долях. Остальные — в ганглиях — скоплениях нейронов на конечностях.

© Иллюстрация РИА Новости

Нервная система осьминога

Иными словами, каждое осьминожье щупальце — это своеобразный мини-мозг, который, как выяснили ученые из Еврейского университета в Иерусалиме, может действовать самостоятельно. Центральный орган только запускает необходимую поведенческую реакцию, а как ее выполнить, конечности "решают" сами.

При этом щупальца осьминога способны на довольно сложные самостоятельные действия: поменять цвет или отличить чужую конечность от своей собственной. Более того, ампутированное щупальце в течение целого часа двигается и реагирует на раздражители. Удерживает одни предметы, отталкивает другие и даже может уползти подальше от хозяина.

Помимо этого, у осьминогов отличное зрение — их зрачок совершеннее человеческого, у него прекрасная краткосрочная и долгосрочная память.

Сам себе редактор

По мнению международной группы исследователей, когнитивные способности осьминогов и их довольно большой мозг — результат жестокой конкуренции с рыбами и морскими позвоночными.

Около ста миллионов лет назад резко усилилось разнообразие лучеперых рыб — случилась так называемая Мезозойская морская революция. В результате предкам кальмаров и осьминогов пришлось не только бороться за питание и жизненное пространство с рыбами, но и учиться спасаться от хищников. Отсюда утрата наружной раковины (многие морские позвоночные научились разбивать защитные панцири моллюсков), реактивное движение, быстрая смена окраски в ответ на раздражители, чернильный мешок и самый развитый интеллект среди беспозвоночных.

Кроме того, осьминоги обзавелись еще одним важным преимуществом: они научились редактировать собственные гены. Это помогает им адаптироваться к условиям среды и делает их еще умнее.

Речь идет об изменении матричной РНК. Этот промежуточный переносчик информации синтезируется на матрице ДНК и служит для рибосом своего рода инструкцией по сборке белков. Если все идет в штатном режиме, то последовательность аминокислот в белке точно соответствует порядку нуклеотидов в гене, который его кодирует.

Но иногда при синтезе мРНК нуклеотид аденозин превращается в инозин — это происходит благодаря особым ферментам. Подобное изменение позволяет очень точно настраивать функции белков, но используется довольно редко. Так, в организме человека подобных белков не более трех процентов.

А у осьминогов, по подсчетам исследователей, их до 60 процентов. Причем среди белков, созданных на основе измененной мРНК, оказались и те, что отвечают за соединение нейронов. Скорее всего, именно они позволяют головоногим использовать сложные поведенческие сценарии. Однако редакция мРНК замедляет изменение генома и, как следствие, эволюцию самих осьминогов.