Доклад: Почему осьминоги такие умные

Кальмаров и осьминогов нередко называют «приматами моря», имея в виду, что они самые высокоразвитые и сообразительные среди моллюсков. Это безусловно так. Не случайно большой мозг осьминогов защищает хрящевая капсула, по сути, настоящий череп! Почему же осьминоги такие «головастые» существа? Для того чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала познакомимся с их историей.

Одной из основных проблем, которую должны решать любые крупные многоклеточные существа, является проблема поддерживания формы тела в пространстве. Другими словами, речь идет о том или ином техническом решении устройства скелета. Моллюски в этом отношении пошли своим путем, создав в процессе эволюции твердую раковину. У двустворчатых она состоит из двух половинок, способных расти вместе с моллюском, а у брюхоногих мягкое тело упрятано в коническую раковину, которая также может постоянно расти вместе со своим обитателем.

Таким же способом была устроена раковина и у древних головоногих моллюсков. Около 500 млн лет назад по дну древних морей ползали существа, которых зоологи назвали ортоцератами, то есть пряморогими (от греч. – прямой, правильный и– рог). Их раковина действительно напоминала длинный прямой рог. Это и были самые первые представители головоногих.

В отличие от брюхоногих моллюсков их мускульный вырост, так называемая нога, был разделен на несколько выростов, способных работать как щупальца. Они торчали наружу из открытой части раковины ортоцерат. Такое устройство тела давало явные преимущества – щупальцами можно было ловить достаточно крупную добычу. Большинство же брюхоногих довольствуются растительной пищей, которую они добывают, методично соскребая с поверхности подводных камней либо обгрызая водоросли. Для этого особая сообразительность не нужна. Достаточно сказать, что некоторые брюхоногие моллюски, вроде морских блюдечек, всю жизнь проводят на одном участке скалы, довольствуясь нарастающими на ней нитчатыми водорослями. Какие уж тут творческие задачи!

Иное дело активная охота. Она требует большей сметки и сообразительности. Однако тяжелая раковина древних головоногих ортоцерат была обузой, ограничивающей активное движение. Ее с трудом удавалось тащить по дну. Да и защитой она была не ахти какой. Не удивительно, что ортоцераты вымерли, не дожив до наших дней.

Проблема передвижения была решена родственниками ортоцерат, раковина которых была завита в плоскую спираль. Внутри нее, как в подводной лодке, располагались секции-камеры, наполненные газом. В результате этого раковина стала плавучей. Так в эволюции появились головоногие аммониты. Они были названы так в честь древнего египетского бога Аммона, которого изображали с головой и рогами барана, а свернутые спиралью раковины крупных аммонитов как раз подходили на роль таких «божественных» бараньих рогов. В древних морях Земли плавали тысячи видов этих головоногих. Раковины некоторых аммонитов были не больше горошины, раковины других напоминали колесо грузового автомобиля. Раковина аммонита пахидискуса достигала в диаметре 3 м!

По сравнению с ортоцератами это был большой эволюционный шаг вперед. Однако все аммониты также вымерли около 80 млн лет назад. До наших дней дожила только маленькая группа отдаленных родственников этих удивительных головоногих – наутилусов, или жемчужных корабликов.

Как и у аммонитов, у наутилусов несколько десятков небольших щупалец с присосками, а их тело находится в последней камере спирально закрученной раковины. Остальные камеры могут заполняться либо водой, либо газом. Газ находится в раковине под давлением, поэтому перламутровый домик наутилусов не лопается даже на глубине 700 м. Однако даже такая, почти невесомая в воде раковина все равно не позволяет быстро плавать. Возможно, именно поэтому современные наутилусы – маленькая и, в общем, экзотическая группа.

У остальных современных головоногих моллюсков – каракатиц, осьминогов и кальмаров – внешней раковины нет вовсе. Они научились быстро плавать, используя реактивный принцип движения. Сначала вода набирается в мантийную полость. Вход в нее защелкивается с помощью похожих на кнопки специальных хрящевых «застежек». Затем мускулы полости сокращаются и с силой выталкивают воду через круглую воронку. В результате моллюск получает толчок в противоположную сторону. Самые лучшие пловцы – кальмары. Форма их тела немного напоминает ракету. Даже хвостовые «стабилизаторы» на нем есть! Впрочем, скорее головные, ибо плывущие реактивным способом кальмары двигаются «хвостом» (задней частью тела) вперед. И развивают при этом скорость более 50 км/ч!

Ясно, что таким проворным существам прятаться в раковине ни к чему. Раковина начала уменьшаться еще у далеких предков кальмаров – белемнитов. Свое название эти головоногие получили от греческого слова – дротик, поскольку их раковина напоминала по форме наконечник копья или дротика. Раковина у белемнитов погрузилась в глубь их тела, превратившись в твердый стержень. Белемниты вымерли, а их длинные раковины сохранились в осадочных породах Земли. Находившие их в старину люди не знали зоологии и называли такие странные находки «чертовыми пальцами». У современных кальмаров от раковины осталась только расположенная в спине тонкая хрящевая пластинка – гладиус (от лат. gladius – меч). У каракатиц раковина более массивная, известковая, но тоже скрыта в тканях тела. У осьминогов раковины нет вовсе.

Череп – не единственное «изобретение» осьминогов. Достаточно упомянуть их знаменитые присоски. В глотке головоногих находится роговой клюв, очень похожий на клюв попугаев. А глаза осьминогов почти не отличаются от человеческих. Помимо сетчатки, роговицы и хрусталика в них есть кольцевая складка – радужка с центральным отверстием – зрачком, которые выполняют ту же функцию, что и диафрагма фотоаппарата. А функцию объектива, позволяющего фокусировать взгляд на близких и дальних предметах, выполняет хрусталик. Только у нас он при настройке меняет свою кривизну, а у осьминогов перемещается ближе или дальше от сетчатки.

В процессе эволюции у головоногих моллюсков появилось множество любопытных способностей, помогающих им занимать первое место среди моллюсков. Наиболее интересная из них – способность менять окраску тела. Лидером маскировки и камуфляжа являются похожие на приплюснутых кальмаров каракатицы. Они могут не только менять свою окраску под цвет грунта и камней, но и становиться полосатыми и пятнистыми. Такой удивительной способностью головоногие обязаны специальным клеткам своей кожи, похожим на пузырьки с краской, – хроматофорам (от греч. – цвет). У каждого хроматофора есть тончайшие мышечные волокна, которые способны сжимать его или растягивать. Диаметр этой клетки может измениться в 60 раз за доли секунды! Стоит хроматофорам с черным пигментом меланином расплющиться в блин, осьминог сразу потемнеет и станет незаметен на фоне черной скалы. А если все его хроматофоры сожмутся, осьминог побелеет.

Способность почти мгновенно становиться бесцветным необходима моллюску для выполнения трюка с исчезновением. Дело в том, что у всех головоногих есть так называемый чернильный мешок. В этой железе вырабатывается значительное количество все того же меланина. В момент опасности осьминог резко сокращает свой чернильный мешок и из него вылетает чернильное облачко, по форме немного напоминающее самого осьминога. Сам же «бомбометатель» в это время резко бледнеет и рывком отплывает в сторону. Хищник одурачен. Вместо осьминога он хватает лишь темное облачко. Капельки выброшенной краски при этом лопаются и облачко расплывается, образуя настоящую «дымовую завесу»!

Мало того, что в этой темной туче ничего не видно. Чернила осьминогов отбивают на время обоняние у хищных рыб вроде мурен и вообще оказывают некоторое тормозящее действие на нервную систему врага. Пока тот «очухается», моллюск уже будет далеко.

Но если этот прием не сработал, осьминог может откупиться от хищника одним из своих щупалец. Происходит это в результате автотомии – т.е. самоотбрасывания. Мускулы резко сокращаются, и щупальце буквально отрывается от тела. Некоторое время оно извивается, отвлекая внимание нападающего. Уже через несколько дней на месте культи начнает отрастать новая конечность.

Головоногие умеют не только менять свой цвет, но и... светиться! Особенно развита эта способность у глубоководных видов, обитающих во мраке подводной ночи. Светятся они не сами, а благодаря специальным бактериям, способным испускать слабое свечение. Эти бактерии обитают у головоногих в специальных «карманах», куда попадают из морской воды. Такие мешочки с бактериями называют фотофорами (от греч. – свет и лат. phero – нести). Моллюски предоставляют бактериям жилище, а те своим светом помогают привлекать добычу и подавать сигналы соплеменникам. Свечение живых организмов называют биолюминесценцией (от греч. – жизнь и лат. lumen – свет). Этот свет гораздо более экономичный, чем свет электрических лампочек. У светящихся бактерий более 90% энергии превращается в световые лучи. В горящей лампочке столько же энергии расходуется на бесполезное тепло. «Огоньки» кальмаров и осьминогов горят годами без подзарядки и совсем не нагревают воду!

Наконец, у головоногих есть еще одна удивительная особенность. У многих их видов самцы отличаются по внешнему виду от самок! Такое явление, называемое половым диморфизмом, очень редко встречается среди просто организованных групп беспозвоночных. А у многих головоногих самцы отличаются от самок и по размеру, и по внешнему виду, и по поведению. Например, у осьминогов аргонавтов самцы гораздо меньше самок. Яйца они оплодотворяют чрезвычайно оригинальным способом. Одно из щупалец самца аргонавта содержит пакеты со сперматозоидами. Во время брачного сезона оно отрывается (вспомните автотомию!) и само плывет на поиски самки. Просто чудеса!

Теперь, немного познакомившись с головоногими моллюсками, пора вернуться к главному вопросу этой заметки – о сообразительности осьминогов. Осьминоги такие же ловкие пловцы как кальмары, зато по сообразительности среди моллюсков им нет равных. Почему? Давно замечено, что чем лучше у человека работают его руки, чем более точные движения он в состоянии совершать, тем лучше работает его мозг. У осьминогов восемь щупалец, которыми они умеют совершать очень точные движения. Например, строят себе сложные убежища из раковин, камней и панцирей съеденных крабов. Но для согласованной работы щупалец требуется контроль со стороны мозга. Так что не удивительно, что и соображают осьминоги неплохо. Сам их образ жизни заставляет решать множество творческих задач – отсюда и природная сметка!

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://learnbiology.narod.ru/