Astrobiologen diskutieren auf Konferenzen die Möglichkeit außerirdischer Intelligenz und betrachten dabei auch irdische Lebewesen wie den Oktopus als Modell für fremdartiges Bewusstsein. Der Oktopus, ein faszinierendes Lebewesen mit acht Armen, drei Herzen und geschätzten 500 Millionen Nervenzellen, bietet einen interessanten Vergleich zum menschlichen Nervensystem. Beide Spezies haben komplexe Systeme zur Verarbeitung von Umweltreizen entwickelt, jedoch auf völlig unterschiedliche Art und Weise.
Evolutionäre Divergenz und parallele Intelligenzentwicklung
Der letzte gemeinsame Vorfahre von Mensch und Oktopus war vermutlich ein wurmartiges Wesen, das vor etwa 600 Millionen Jahren lebte. Seitdem verlief die Evolution auf getrennten Wegen. Während sich bei den Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, große und komplexe Gehirne entwickelten, blieben die Invertebraten in dieser Hinsicht zurück. Der Oktopus stellt eine Ausnahme dar, da er parallel zu den Wirbeltieren ein komplexes Nervensystem entwickelte. Diese unabhängige Entwicklung von Intelligenz macht den Vergleich zwischen Mensch und Oktopus besonders spannend.
Aufbau und Funktion des Nervensystems
Menschliches Nervensystem
Das menschliche Nervensystem besteht aus etwa 86 Milliarden Neuronen, von denen sich die meisten in den sechs verschiedenen Lappen unserer beiden Hirnhälften befinden. Das Gehirn ist das zentrale Organ des Nervensystems und steuert komplexe Funktionen wie Denken, Fühlen und Handeln.
Nervensystem des Oktopus
Im Gegensatz dazu ist das Nervensystem des Oktopus dezentralisiert. Es besteht aus einem Gehirn mit 50 bis 70 Lappen und etwa 350 Millionen Neuronen, die sich in den Armen befinden. Jeder Arm besitzt sein eigenes Rechenzentrum, ein Ganglion, das große Informationsmengen verarbeiten kann. Unter bestimmten Umständen können die Arme sogar ohne Input aus dem Gehirn funktionieren.
Die Rolle der Saugnäpfe
Ein besonderes Merkmal des Oktopus sind seine Saugnäpfe. In jedem Saugnapf sitzen Zehntausende chemischer und mechanischer Rezeptoren, im Vergleich zu nur wenigen hundert mechanischen Rezeptoren in unseren Fingerspitzen. Diese Rezeptoren liefern eine enorme Informationsflut, die in den Ganglien der Arme verarbeitet wird. Wenn ein Saugnapf ein Objekt greift, sendet er ein Signal in Richtung des Gehirns. Dieses Signal wird jedoch auch von den benachbarten Saugnäpfen empfangen, sodass der Arm bereits agieren kann, bevor das Signal das Gehirn erreicht.
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Anpassungsfähigkeit und Tarnung
Oktopusse sind Meister der Tarnung. Sie können ihre Körperform und -farbe extrem schnell und häufig wechseln. Der Große Blaue Krake (Octopus cyanea) kann bis zu 177 Mal pro Stunde seine Farbe wechseln und 50 verschiedene Körpermuster zeigen. Diese Fähigkeit beruht auf speziellen Pigmentzellen in der Haut, den Chromatophoren. Jeder Chromatophor wird durch 18 bis 20 Muskeln gesteuert, wodurch der Oktopus die Größe und Form jedes Chromatophors steuern kann.
Lichtempfindlichkeit der Haut
Forschungen haben gezeigt, dass die Haut des Oktopus lichtempfindlich ist und Veränderungen der Helligkeit erkennen kann. Dies ermöglicht es dem Oktopus, seine Tarnung in Rekordgeschwindigkeit an die Umgebung anzupassen, auch ohne direkte Verbindung zum Gehirn.
Mimikry
Einige Oktopusarten, wie der Mimik-Oktopus (Thaumoctopus mimicus), sind in der Lage, das Aussehen anderer Tiere nachzuahmen, um sich vor Raubtieren zu schützen. Sie können beispielsweise die Gestalt, Farbe, Bewegung und Geschwindigkeit eines giftigen Zebrias annehmen.
Bewegung und Kraft
Oktopusse sind extrem beweglich und anpassungsfähig. Ihre Muskeln funktionieren ähnlich wie unsere Zunge, da sie nicht von Knochen gestützt werden, sondern von einer darin enthaltenen Flüssigkeit. Dies ermöglicht es ihnen, die Außenseiten ihrer Arme zu nutzen, um sich über den Boden zu rollen. Mit ihren hydrostatischen Muskeln können Oktopusse das Hundertfache ihres Körpergewichts ziehen.
Forschung an Tintenfischen
Tintenfische werden seit den 1930er Jahren zur Erforschung der Eigenschaften von Nervenzellen verwendet. Der Riesenaxon des Tintenfischs ist die größte bekannte Nervenzelle im Tierreich und ermöglicht detaillierte Untersuchungen der elektrischen Signale des Nervensystems. Die Experimente von Hodgkin und Huxley am Riesenaxon des Tintenfischs Loligo pealeii zeigten, wie die Bewegung ionischer Ladungen durch eine Zellmembran ein elektrisches Signal auslöst. Diese Arbeit legte den Grundstein für die moderne Neurophysiologie und wurde 1963 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
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Axonaler Transport und Alzheimer
Forschungen am Axon von L. pealeii haben gezeigt, dass biologisches Material durch ein einziges Peptid geladen und auf sein Ziel ausgerichtet wird. Dieses Peptid ist Teil des Amyloid Precursor Proteins (APP), von dem man annimmt, dass es eine Rolle bei der Alzheimerschen Krankheit spielt. Experimente haben gezeigt, dass ein APP-C die Perlen den Axon hinunter bis zur Synapse trieb.
Rhodopsin und Sehvermögen
Tintenfische haben ein exzellentes Sehvermögen. Rhodopsin, ein Protein in den Photorezeptorzellen der Netzhaut, spielt eine wichtige Rolle beim Sehen. Die Kristallstruktur von Tintenfisch-Rhodopsin zeigt im Detail, wie das Protein Licht absorbiert und welche seine Gemeinsamkeiten und Unterschiede mit den Wirbeltier-Rhodopsinen sind.
MicroRNAs und Gehirnentwicklung
Eine Studie hat gezeigt, dass die Evolution des komplexen Nervensystems der Kopffüßler mit der Entwicklung von auffällig viel neuer microRNA verbunden ist. Im neuronalen Gewebe von Oktopussen wurde entdeckt, dass das microRNA-Repertoire erheblich erweitert ist. Diese microRNAs könnten ein Grund dafür sein, dass die Tiere im Laufe der Evolution ein so komplexes Gehirn entwickelt haben.
Intelligenz und Verhalten
Oktopusse zeigen eine Reihe intelligenter Verhaltensweisen, darunter den Gebrauch von Werkzeugen, das Öffnen von Schraubverschlüssen und das spielerische Erkunden von Gegenständen. Sie haben ein Kurz- und Langzeitgedächtnis, Schlaf und die Fähigkeit, Individuen einer anderen Spezies zu erkennen. Unbeliebten Tierpflegern spritzen sie zum Beispiel gerne mal einen Wasserstrahl ins Gesicht.
Individualität
Oktopusse zeigen individuelle Charaktere: Manche sind abenteuerlustiger als andere. Dass die beteiligten Arme zugleich Hirnareale sind, ist dabei sicher hilfreich.
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Ausbruchskünstler
Es gibt zahlreiche Anekdoten über Oktopusse, die aus Aquarien ausgebrochen sind. Ein Oktopus namens Inky entkam aus dem National-Aquarium von Neuseeland, indem er eine Lücke im Deckel seines Beckens fand und durch ein Abwasserrohr ins offene Meer glitt.
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