octopus

Octopussen blijken opmerkelijk intelligent. De octopus intelligentie is groot: de slimste octopussoort is ongeveer zo slim als een aapachtige of papegaai. Zal zich uit de octopus een echt intelligente soort hebben kunnen ontwikkelen? Hoe zou de wereld er uit hebben gezien als niet de mens, maar octopussen zich tot technisch begaafde soort en een octopus beschaving hadden ontwikkeld?

Hoogbegaafde weekdieren: octopus intelligentie is opmerkelijk groot

Octopussen bewijzen dat intelligentie niet het exclusieve domein is van zoogdieren, of zelfs gewervelden. De dieren zijn erg slim – ze beschikken over een uitstekend ruimtelijk geheugen en ze hanteren allerlei strategieën om een lastige prooi te verschalken, waarbij ze zelfs gebruik van gereedschap maken. Dit gedrag komt slechts bij de slimste landdieren, zoals chimpansees, dolfijnen en kraaien voor.  Octopussen zijn ook meesters in het bedenken van slimme trucs om te ontsnappen. Een octopus ergerde zich klaarblijkelijk aan een felle lamp en veroorzaakte elke nacht kortsluiting in de lamp door er water op te spuiten.

Dit is uiterst onverwacht. Octopussen stammen af van een slakachtig dier. Slakken zijn uitermate dom – sommige soorten hebben maar twee neuronen – net voldoende om de bek een plant af te laten raspen. Klaarblijkelijk is intelligentie niet zo uitzonderlijk als het lijkt. Via een totaal andere evolutionaire route kon zich toch intelligentie ontwikkelen.

Octopusbrein en octopus intelligentie

Octopussen beschikken met vijfhonderd miljoen neuronen over ongeveer evenveel zenuwcellen als een hond. Van deze zenuwcellen zitten er ongeveer 45 miljoen in hun centrale zenuwstelsel en verwerken 180 miljoen de visuele informatie[1]. Octopussen hebben anatomisch gezien ongeveer net zulke ogen als mensen en net als bij ons is het visuele hersencentrum daarom enorm. Driehonderd miljoen besturen de geavanceerde tentakels, die daarom slechts vrij eenvoudige commando’s van de centrale neuronen nodig hebben om zich te bewegen.

Voor het grootste deel ‘denken’ octopussen dus met hun ledematen. Niet verrassend verschilt hun brein radicaal van dat van gewervelde dieren. De bouw volgt het grondplan van het brein van slakken.

Net als bij ons is het centrale brein geconcentreerd op één plek en bestaat het uit twee helften, die met een groepje neuronen aan elkaar verbonden zijn. Het brein bestaat net als ons brein uit gespecialiseerde hersengebieden met afzonderlijke taken, kortom, opmerkelijke overeenkomsten met dat van intelligentere gewervelden. Net als bij onze hersenschors, zijn bepaalde hersengebieden sterk gekronkeld om zo meer oppervlak te creëren.

Pas de laatste tien jaar, nu er technieken zijn om individuele zenuwcellen te onderzoeken,  ontdekten onderzoekers meer. Zo heeft het centrale gedeelte tussen de twee hersenhelften dezelfde functie als de hippocampus in zoogdierhersenen die ook de twee hersenhelften met elkaar verbindt: de opslag van herinneringen. Anatomisch lijken deze hersendelen sterk op elkaar. Hetzelfde geldt voor de kleine hersenen in gewervelden, die in anatomie overeenstemmen met het deel van de octopushersenen dat de ledematen bestuurt.

Opmerkelijk genoeg zitten octopus-neuronen veel simpeler in elkaar dan de hersencellen van gewervelden: minder verschillende eiwitten en geen beschermende myelineschede terwijl het brein even krachtig is. Klaarblijkelijk is de organisatie van de neuronen belangrijker dan hun vorm.

Koppotigen – waaronder octopussen, inktvissen en de nautilus – kunnen een doolhof oplossen, andere soorten[3] en elkaar nadoen, gereedschappen gebruiken[4] en complexe problemen oplossen. Volgens de laatste analyses beschikken de dieren mogelijk zelfs over een primitieve vorm van bewustzijn [2]. Koppotigen zijn de enige ongewervelden met dergelijke denkvermogens, wat ze met enkele  zoogdieren en vogels tot de slimste dieren op aarde maakt.

Waren koppotigen ons voor?

Voor een lange tijd waren koppotigen de slimste dieren op aarde. In het Cambrium, bijvoorbeeld, bestonden er al nautilussen terwijl visachtigen in die tijd nauwelijks slimmer waren dan een lancetvisje. Daarna bleef de intelligentie bij de dieren voor lange tijd stilstaan tot enkele miljoenen jaren na de Chicxulub-ramp, 59 miljoen jaar geleden, concurrentie met beenvissen de octopussen dwong snel een groter brein te ontwikkelen[5]. De intelligentie van octopussen heeft zich evolutionair gezien dus in vrij korte tijd ontwikkeld. Aldus de stand van kennis nu. Onderzoek aan nautilussen wijst echter uit dat al veel eerder sprake was van complex gedrag – mogelijk zelfs een rudiment van bewustzijn. Nautilussen zijn net als octopussen in staat een visueel patroon drie maanden lang te onthouden. Klopt dit, dan waren nautilussen voor vele miljoenen jaren lang de slimste dieren op aarde en was de sprong naar de intelligentie van een octopus kleiner dan gedacht.

Zouden octopussen of andere koppotigen zich kunnen ontwikkelen tot niet-menselijke octopus beschaving?

De levensduur van koppotigen is kort. Zelfs de Pacifische reuzenoctopus, met vijftien kilo de grootste octopus, wordt zelden ouder dan drie tot vijf jaar. Deze levensduur kan natuurlijk veel groter worden. Voor intelligente levensvormen kent water een aantal belangrijke nadelen. Er is weinig zuurstof beschikbaar, waardoor een dier niet erg groot kan worden zonder het metabolisme op de spaarstand te zetten. Om een indruk te geven: ons brein gebruikt twintig procent van alle energie in het lichaam. Om alleen al ons brein in leven te houden, moeten we ongeveer honderd kubieke meter per dag door onze kieuwen pompen (hierbij ga ik uit van een zuurstofgehalte van 5 mg/l, zoals in het water van de Noordzee). Zeemeermensen zullen dus moeten leven als haaien of tonijnen: continu onderweg. Niet erg handig als je een stad wilt bouwen.

De octopus zal dus op een gegeven moment het land moeten kunnen koloniseren. Dat kan alleen als door een vernietigende natuurramp het landleven is uitgeroeid – een voortstrompelende octopus heeft weinig kans tegen een hongerige rat.  Via een amfibisch bestaan kan het dier zich dan ontwikkelen tot landdier. De ongunstige omstandigheden zullen het dier al snel prikkelen tot het bouwen van een vochtige schuilplaats om zich tegen uitdroging te beschermen. Misschien dat de dieren zelfs tuintjes van mossels of zeewier op het strand en ondiep water aanleggen. Octopussen hebben geen vingers, maar het grote aantal ledematen zijn uitstekend geschikt om voorwerpen mee te manipuleren. En dat ze uitermate creatief zijn, weten we al. Abstract denken zal vermoedelijk een probleem zijn, maar de technische creativiteit is waarschijnlijk ongekend. Dus hebben ze eenmaal het land gekoloniseerd, dan zal de octopus intelligentie niet meer worden geremd.

Afhankelijk van de mate waaraan de dieren zich aan hebben gepast aan een bestaan op het land, zal de octopus beschaving eerst het land of eerst de zee koloniseren.

Zou het zo lopen en zou, als we uitsterven, een octopus beschaving ons vervangen? Hopelijk niet, want ik heb liever niet dat we uitsterven. Toch is het een prettig idee dat de octopus intelligentie bewijst dat Moeder Aarde een backupplan in de kast heeft liggen voor een octopus beschaving, voor als we er een al te grote rotzooi van maken…

Hebben er intelligente octopussen in het Trias geleefd?

Oktober, 2011 – Enkele maanden na het schrijven van dit artikel op 17 juni 2011 deed Mark McMenamin, hoogleraar paleontologie aan de universiteit een opmerkelijke ontdekking: mogelijke sporen van intelligente octopussen. Al in de jaren vijftig deed paleontoloog Camp een raadselachtige ontdekking. Ruggewervels van Shonisaurus popularis, ichtyosaurussen uit het Trias (250-200 miljoen jaar geleden), met 14 m zo groot als een bus en daarmee in het Trias de grootste zeeroofdieren, lagen op een merkwaardig geordende manier over de gefossiliseerde zeebodem verspreid. Ichtyosaurussen zijn net als dinosauriërs reptielen, maar er niet mee verwant. Sporen van een octopus beschaving?

Zelfportret van een octopus?

Het raadsel werd nog groter toen bleek dat deze ordening vele honderden meters zeer diep onder water plaats heeft gevonden. De rijen wervels liggen in twee evenwijdige rijen naast elkaar. Opmerkelijk: de wervels vertonen verschillende stadia van erosie, dus hun ouderdom verschilt vele jaren. Iets moet er lang na het gewelddadig verscheiden van de ichtyosaurussen – hun wervels bleken geknapt en nek gebroken – voor gezorgd hebben dat ze in dit opmerkelijke patroon zijn komen te liggen. McMenamin denkt dat dat ‘iets’ een enorme koppotige (inktvis of octopus) is geweest. Octopussen staan bekend om dit soort spelletjes. De wervels  zijn ook precies zo gerangschikt als de zuignappen op de tentakel van een octopus. Dit zou volgens McMenamin wel eens het oudste zelfportret uit de geschiedenis van de aarde kunnen zijn geweest. [6] En hiermee weer eens een verbluffend staaltje van octopus intelligentie.

Bronnen
1. Hochner, B., Functional and comparative assessments of the octopus learning and memory system, Frontier in Bioscience (scholars ed.), 2010
2. Jennifer A. Mather, Cephalopod consciousness: Behavioural evidence, Consciousness and Cognition (2007)
3. R.T. Hanlon, A. C. Watson en A. Barbosa,  Mimic Octopus in the Atlantic: Flatfish Mimicry and Camouflage by Macrotritopus defilippi, Biol. Bull., 2010
4. Julian K. Finn, Tom Tregenza en Mark D. Norman, Defensive tool use in a coconut-carrying octopus, Current Biology, 2009
5. Caroline Williams, Eight arms, big brain: What makes cephalopods clever, New Scientist, 2011
6. Giant kraken lair discovered, Eurekalert (2011)