Осьминоги заставляют переосмыслить причины эволюции больших мозгов у животных

Фото из открытых источников

Большой мозг у млекопитающих обычно связывают с социальным поведением — идея, известная как гипотеза социального мозга. Чем больше социальных связей у представителей вида, тем больше должен быть мозг, чтобы управлять этими связями. Эта закономерность справедлива для таких групп, как приматы, дельфины и представители семейства верблюдовых.

Но есть животные, такие как головоногие моллюски — осьминоги, кальмары, каракатицы и наутилусы — которые имеют относительно большой мозг, демонстрируют признаки интеллектуального поведения и при этом ведут преимущественно одиночный образ жизни, практически не имея родительской заботы, сложной групповой динамики или социального обучения.

Чтобы исследовать, что может лежать в основе этих больших мозгов, Майкл Мутукришна из Лондонской школы экономики и его коллеги собрали данные по 79 видам головоногих моллюсков, для которых доступна информация о мозге. Они приняли размер мозга за общий объем центральной нервной системы животных. Это было необходимо, потому что, например, у осьминога девять мозгов, а не один: центральный в голове, контролирующий нервную систему, и меньший, полунезависимый мозг в каждой из восьми конечностей.

«Что может быть более непохожим на человека, чем этот инопланетный вид на нашей планете с его причудливым многоконечностным мозгом и щупальцами?» — говорит Мутукришна.

Собранные командой данные не показали связи между размером мозга и социальностью, но выявили, что головоногие моллюски, как правило, имеют больший мозг, когда живут на мелководье и на морском дне, где больше возможностей для взаимодействия, объектов для манипулирования или даже использования в качестве инструментов, и где больше калорий. Виды, обитающие в бесформенных глубинах, как правило, имеют меньший мозг.

«Эта взаимосвязь довольно устойчива», — говорит Мутукришна. «Но это осторожное открытие», поскольку данные о мозге доступны только для примерно 10 процентов из 800 видов головоногих моллюсков, живущих сегодня.

«Интересно, что у осьминогов нет эффекта социального мозга, но это не удивительно», — говорит Робин Данбар из Оксфордского университета, который выдвинул гипотезу о социальном мозге около 30 лет назад. Поскольку осьминоги не живут в сплоченных социальных группах, их мозгу не нужно выполнять дополнительную работу, которая с этим связана, говорит он.

Пол Кац из Массачусетского университета в Амхерсте говорит, что вполне возможно, что каждый раз, когда головоногие моллюски эволюционировали, чтобы жить в более глубоких водах, размер их мозга уменьшался. «Это как каждый раз, когда вы видите виды животных, которые застревают на островах, они становятся меньше. Существует островной феномен, поэтому может существовать и глубоководный феномен», — говорит он, но добавляет, что это может быть просто корреляция.

Мутукришна ранее опубликовал исследование китов и дельфинов, предполагающее, что размер мозга предсказывает широту их социального и культурного поведения, а также экологические факторы, такие как разнообразие добычи. Тот факт, что головоногие моллюски, отделившиеся от позвоночных более 500 миллионов лет назад, демонстрируют схожую закономерность – которую он также смоделировал у человека – является доказательством идеи, называемой гипотезой культурного мозга, разработанной Мутукришной и его коллегами, которая описывает, как информационное и экологическое селективное давление также может приводить к образованию больших, сложных мозгов, говорит он.

«Большой мозг – это не только следствие социальности», – говорит Мутукришна.

«Я полностью согласен с тем, что объяснения того, почему у людей большой мозг, основаны на том, что мы знаем о людях, поэтому, если вы хотите действительно понять эволюцию большого мозга, вам следует изучать отдаленно родственные виды», – говорит Кац. Но трудно, глядя на поведение современных видов, делать выводы о том, что происходило 500 миллионов лет назад, когда мозг головоногих моллюсков развивался в совершенно иной среде взаимодействия хищника и жертвы, до того, как рыбы получили широкое распространение, говорит он.

Нейробиологи с удивлением обнаружили, что человеческий мозг кишит микробами, и мы начинаем подозревать, что они могут играть роль в нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера.

Более того, другие данные указывают на то, что мозг головоногих моллюсков увеличился в размерах в результате конкуренции с рыбами, говорит Кац.

Данбар говорит, что осьминогам, вероятно, требуется много умственных ресурсов, потому что у них восемь щупалец, которые они могут использовать независимо. «Не совсем ясно, что такое мозг осьминога, потому что в каждом щупальце есть что-то от мозга, но большая часть работы мозга заключается в управлении телом и поддержании его жизнедеятельности», — говорит он.

Однако, по словам Данбара, эволюция больших мозгов там, где можно найти больше калорий, вполне логична. «Невозможно увеличить размер мозга, если не решить проблему энергозатрат. Как только мозг сформирован, его можно использовать для множества разных целей. Именно поэтому люди умеют читать, писать и решать сложные математические задачи, чего не было в нашей эволюционной среде отбора», - говорит он.