Bläckfiskens intelligens liknar vår egen – havets Einstein
Det är kanske inte uppenbart vid första anblicken, men bläckfiskar är faktiskt så smarta att de kan bli uttråkade. Studier av bläckfiskens genomskinliga avkomma har nu lett in forskarna på spåret av naturens grundrecept på intelligens.
Bläckfiskar kan inte bara ta sig fram i labyrinter och lära sig av andras misstag. De har också självkontroll.
Studier visar att en hungrig bläckfisk låter bli att äta en kungsräka som ligger precis framför den om den vet att den kommer att få en bättre godbit i form av en brackvattensräka genom att vänta i två minuter.
Ett djurs förmåga att förstå att en större belöning kan följa av att avstå från ögonblicklig tillfredsställelse är ett säkert tecken på avancerad intelligens i nivå med schimpansers, kråkors och papegojors.
Hittills har biologerna undrat hur ett primitivt blötdjur har kunnat utveckla denna typ av intelligens, men nu har en grupp forskare vid Harvard University kommit närmare ett svar.
De har studerat hur nervvävnaden utvecklas hos bläckfiskens genomskinliga foster – och det de fann var förbluffande.
500 miljoner nervceller innehåller den åttaarmade bläckfiskens totalt nio hjärnor.
Nervvävnaden bildas och organiseras nämligen på nästan samma sätt som hos en människa.
Det förklarar inte bara varför bläckfiskar uppvisar ett så avancerat beteende, utan kan också innebära att forskarna är nära att hitta naturens grundrecept på intelligens.
Problem är till för att krossas
Bläckfiskar är en grupp ovanliga blötdjur som omfattar omkring 800 arter i alla storlekar från lilleputtar på mindre än en centimeter till enorma bestar på uppemot 18 meter, som väger närmare 500 kilo.
Dessa djur uppstod under den så kallade kambriska explosionen för cirka 530 miljoner år sedan, tillsammans med förfäderna till alla övriga stora djurgrupper. Liksom andra blötdjur skyddades de första bläckfiskarna av ett hårt yttre skal.
Efter hand som havets rovdjur blev bättre på att borra sig igenom skyddande skal ersattes de av inre skelett, som ökade bläckfiskarnas möjlighet att fly.
De första bläckfiskarna, som uppstod för cirka 530 miljoner år sedan, hade skal av kalk. När de senare gjorde sig av med skalet började de använda nya sätt att skydda sig.
För cirka 160–100 miljoner år sedan började det tunga inre skelettet gradvis försvinna. Det banade väg för vår tids mjuka, skelettlösa bläckfiskar.
Förvandlingen gjorde bläckfiskarna betydligt mer dynamiska och rörliga. Vissa nu levande arter kan till exempel komma upp i en hastighet av 40 kilometer i timmen. Utan sitt fysiska skydd blev emellertid bläckfiskarna också mer sårbara, vilket gjorde att de utvecklade ett antal smarta försvarsmekanismer.
Evolutionen utmynnade i ett avancerat nervsystem, så att bläckfisken blixtsnabbt kunde bearbeta sinnesintryck och koordinera åtta armar fullspäckade med känsliga sugkoppar. Nya studier visar till exempel att sugkopparna är översållade av kemiska receptorer, som gör att bläckfisken kan smaka födoämnen bara genom att vidröra dem.
Med uppgraderat nervsystem kunde bläckfiskar inte bara byta färg, form och hudtextur. De började också visa tecken på intelligens.
Förvandlingens mästare imiterar andra djur
plattfiskar,
maneter,
leguaner,
och sjöstjärnor.
Många bläckfiskar har en intelligensnivå som mer påminner om den hos ryggradsdjur som däggdjur och fåglar än om den hos andra blötdjur, till exempel snäckor och musslor.
Förutom att de har välutvecklad självkontroll och gott minne kan bläckfiskar lösa avancerade uppgifter, använda redskap och lära sig av både sina egna och andra djurs erfarenheter, vilket är något som annars bara har observerats hos ryggradsdjur med stor hjärna. Faktum är att bläckfiskens intelligens är så välutvecklad att den blir uttråkad om den inte får tillräckligt mycket intellektuell stimulans.
En åttaarmad bläckfisk har omkring 500 miljoner nervceller, nästan lika många som hundar och små primater. Dess hjärna är dock konstruerad på ett helt annat sätt.
Bläckfisken har nio hjärnor
Bläckfiskar har ovanligt många nervceller för att vara blötdjur. Nervcellerna är fördelade på nio hjärnor och ett omfattande visuellt system, som gör bläckfisken till det mest intelligenta djuret utan ryggrad.
1. Huvudhjärnan omger matstrupen
Runt matstrupen sitter centralhjärnan, som består av 30 hjärnlober (vi människor har bara åtta) med 40–45 miljoner nervceller. Centralhjärnan ansvarar för djurets minne, inlärning och problemlösningsförmåga.
2. Syncentrum fullt av nerver
Bakom de kameraliknande ögonen sitter ett par synlober, som bearbetar synintryck och vidarebefordrar informationen till centralhjärnan. Bläckfiskens visuella nervsystem utgörs av 120–180 miljoner nervceller.
3. Fångstarmarna har egna hjärnor
Varje fångstarm har en egen liten hjärna. Totalt sitter två tredjedelar av bläckfiskens nervceller i armarna, som fungerar oberoende av centralhjärnan och bland annat används för att känna sig fram i omgivningen och smaka på föda – och vid reproduktion.
Medan däggdjur har en enda central hjärna, som tar emot och avger signaler, är bara cirka tio procent av bläckfiskens hjärna centraliserad. Resten är fördelad på fångstarmarna och två stora synlober bakom ögonen.
Bläckfiskens system av hjärnor och dess förmåga att lösa problem har väckt stor förundran. Hur kan ett primitivt blötdjur utan ryggrad bli så intelligent?
Hjärnans utveckling förvånar forskarna
I ett försök att få ett svar studerade en forskargrupp vid Harvard University i USA utvecklingen av bläckfiskars visuella nervsystem. Studien har väckt stor entusiasm inom forskarsamhället, eftersom processen påminner mycket om den vi ser hos däggdjur.
Forskarna använde sig av ett avancerat mikroskop, som i princip visade livebilder av nervvävnadens utveckling hos de genomskinliga fostren av bläckfiskarten Doryteuthis pealeiis.
Mikroskopbilder av foster av bläckfiskarten Doryteuthis pealeii visade att bläckfiskar bygger upp nervceller i ögonen på samma sätt som vi människor.
Bilderna visade att stamceller i näthinnan omvandlas till avlånga nervceller, som packas tätt och bildar ett så kallat epitel. Normalt ligger cellerna i ett epitel prydligt ordnade intill varandra, men i bläckfiskens näthinna är cellkärnorna förskjutna, så att de ser ut att bilda flera lager. Vävnaden kallas därför för pseudostratificerat epitel.
I mikroskopet kunde forskarna se att cellkärnorna, som innehåller dna, rörde sig upp och ner i cellerna både före och efter celldelningarna.
Den täta sammanpackningen av nervceller innebär att nervvävnaden kan växa sig tjockare och därmed bearbeta synintryck på ett effektivare vis.
Detta tillväxtmönster är välkänt bland ryggradsdjur. Det anses vara en viktig anledning till att djur med ryggrad kan utveckla stora, avancerade nervsystem. Det förvånade därför forskarna att bläckfiskars nervsystem utvecklas på samma sätt.
Bläckfiskar bygger nervvävnad på samma sätt som vi
Forskare har studerat utvecklingen av nervsystemet i bläckfiskars ögon och upptäckt att processen påminner om utvecklingen hos människor.
Det är långt ifrån det enda sätt på vilket utvecklingen av bläckfiskarnas nervsystem liknar människans.
En belgisk forskargrupp har upptäckt att nybildade nervceller rör sig över relativt långa avstånd för att bygga upp bläckfiskens hjärna, vilket även gäller människors och andra däggdjurs hjärna – men likheterna slutar inte där.
Bläckfiskars gener hoppar
År 2022 registrerade en internationell forskargrupp att vi har samma särskilda typ av gener.
De så kallade hoppande generna, transposonerna, utgör 45–50 procent av människans genom. Dessa gener kännetecknas av att de kan flytta sig från en plats till en annan på kromosomerna, vilket är en viktig drivkraft bakom vårt avancerade nervsystem.
Hos människor är en grupp hoppande gener som kallas LINE särskilt aktiva i hippocampus i hjärnan, där de förknippas med inlärning och minne.
Forskarna upptäckte att även bläckfiskgenomet är fullt av hoppande gener och att LINE-gener var aktiva i bläckfiskarnas variant av hippocampus, och följaktligen inblandade i inlärning och minne.
År 2017 upptäckte israeliska forskare även en annan genetisk mekanism som bidrar till bläckfiskars intelligens.
Jämfört med andra blötdjur använder bläckfiskar oftare rna-redigering i nervsystemet. Rna bildas utifrån en dna-kod, varefter det översätts till ett protein. Normalt är proteiner inkodade i ett djurs gener som en standardinställning, men genom att redigera rna kan bläckfiskar utöka proteinernas antal och varianter.
Forskarna tror att utbredd rna-redigering i nervsystemet är en viktig förklaring till bläckfiskens avancerade beteende.
Intelligensen har ett grundrecept
Trots att människor och bläckfiskar tillhör helt olika djurgrupper – vi behöver gå cirka 600 miljoner år tillbaka i tiden för att hitta vår senaste gemensamma förfader – har avancerad intelligens ändå uppstått oberoende av varandra hos båda grupperna.
Bläckfiskarnas rekordbok
Störst
Två giganter delar titeln som världens största bläckfisk, och därmed det största ryggradslösa djuret. Kolossbläckfisken är tyngst. Den kan väga ända upp till 495 kilo. Jättebläckfisken Architeuthis dux, som är längst, kan bli över 18 meter lång.
Giftigast
Ett bett av en blåringad bläckfisk är dödligt. Det innehåller nämligen nervgiftet tetrodotoxin, som är 1 200 gånger starkare än cyanid och medför allvarlig förlamning av bland annat hjärtat och lungorna. Mindre än ett milligram gift kan döda en människa.
Mest djupdykande
År 2020 observerades en bläckfisk av släktet Grimpoteuthis på cirka 7 000 meters djup i Javagraven i Indiska oceanen. Därmed slog den det tidigare rekordet med 1 800 meter. Hur bläckfisken överlever det extrema trycket där nere är ett mysterium.
Fenomenet kallas konvergent evolution, och eftersom utvecklingen av bläckfiskars och däggdjurs hjärnor har flera gemensamma drag kan det vara ett tecken på att intelligens utvecklas på ett alldeles speciellt sätt.
Därför ska forskargruppen vid Harvard University nu ta reda på hur olika nervceller fungerar i bläckfiskens centrala hjärna. Om de hittar fler likheter mellan djurgrupperna har vetenskapen verkligen kommit evolutionens konstruktionsritning till intelligensen på spåret.