Wie ist es, ein Tintenfisch zu sein?

Tintenfische, Tintenfische und Tintenfische gehören zu den intelligentesten Invertebraten. Sie haben große Gehirne und sind in der Lage, eine Vielzahl von Labortests mit sensorischem Lernen und Gedächtnis schnell zu meistern.

Im Gegensatz zu den meisten Tieren (einschließlich Menschen) sind Kraken in ihren Bewegungen nicht durch ein starres Skelett eingeschränkt. Mit ihren weichen Körpern und den vielen Armen haben sie fast unbegrenzte Flexibilität.

Da ihnen jedoch eine starre Struktur fehlte, glaubte man, dass das zentrale Nervensystem des Oktopus nur begrenzte Kontrolle über ihre Gliedmaßen hatte. Obwohl sie bei vielen Labortests der Intelligenz Superstars waren, hinderten Tintenfische Forscher daran, Aufgaben zu erfüllen, bei denen sie zentrale Belohnungsinformationen des zentralen Nervensystems mit visuellen und peripheren Kenntnissen über die Position ihrer Arme kombinieren mussten.

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Wie können Forscher versuchen, das Verhalten und die Fähigkeiten des Oktopus zu verstehen und zu entschlüsseln? Dr. Michael Kuba, Forscher an der Hebräischen Universität am Silberman-Institut für Lebenswissenschaften, versucht genau dies zu tun. Im August präsentierte er seine Arbeit mit den Co-Autoren Tamar Gutnick und Binyamin Hochner auf dem Internationalen Kongress für Neuroethologie in College Park, Maryland.

Kuba, Gutnick und Hochner entwickelten ein transparentes Plexiglaslabyrinth mit drei Wahlmöglichkeiten, bei dem der Oktopus einen einzelnen Arm brauchte und ihn in ein optisch markiertes Fach außerhalb seines Tanks lenkt. Ihre Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass der Oktopus in der Lage ist, einen einzelnen Arm in einer komplexen Bewegung an einen Ort zu führen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Kraken die Information über den peripheren Arm mit der visuellen Eingabe kombinieren können, um zielgerichtete Bewegungen zu steuern.

Ich fragte Michael Kuba nach seiner Forschung zu diesen "ungewöhnlich verkörperten" Tieren und was die Kraken so faszinierend macht.

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Der Titel deines Posters lautete: "Ein Alien treffen: Verhaltensexperimente am Oktopus". Was macht einen Oktopus zu einem so fremden Wesen?

Michael Kuba: Kraken sind anders, weil sie einen weichen, flexiblen Körper haben, der keine offensichtlichen Bezugspunkte hat wie wir oder irgendein anderes Gelenktier. Natürlich haben Würmer die gleichen Eigenschaften ihres Körpers, nur sind sie nicht so beweglich und aktiv wie ein Oktopus. Kraken und andere Kopffüßer haben auch das komplizierteste Nervensystem aller Mollusken. Sie haben ein einzigartiges fortgeschrittenes visuelles System analog zu dem der meisten Wirbeltiere. Das Leben in einer sensorischen Welt, die sich von unseren eigenen unterscheidet, ist eine Herausforderung und Inspiration für Generationen von Forschern.

Wie wurdest du am Oktopusverhalten interessiert?

Kuba:

Ein Freund hat mich registriert, also wurde ich Teilnehmer am Octopus-Projekt am Konrad-Lorenz-Institut in Altenberg (dem Geburtshaus von Konrad Lorenz). Nachdem ich meinen Master-Abschluss (über die Ultrastruktur von Reptiliennieren) abgeschlossen hatte, begann ich dort als Doktorand.

Beschreibe das modifizierte Y-Labyrinth, das du entwickelt hast. Warum hast du diese neue Aufgabe speziell für einen Oktopus entworfen und was hast du daraus gelernt?

Kuba: Seit vielen Jahren konzentriert sich die Erforschung der Kraken auf einfache Lerntests, die auf der angeborenen Angriffsreaktion der Tiere beruhen. In Kombination mit chirurgischen Läsionsexperimenten konnten die Forscher einige der wichtigsten Nervenbahnen im Oktopus-Nervensystem identifizieren. Aber eine sehr wichtige Frage blieb unbeantwortet – in welchem ​​Ausmaß und wie kontrolliert dieses weichleibige Tier seinen Körper und insbesondere seine Arme?

Mit einer Modifikation von Y-förmigen Labyrinthen untersuchten wir, ob Oktopusse mehr Kontrolle über ihren Körper haben als bisher angenommen. ( Sehen Sie sich einen exzellenten Video-Auszug des Forschungsteams an, der das Labyrinth oben zeigt ). Wir haben mehrere verschiedene Labyrinthe entwickelt, die alle zwei Eigenschaften gemeinsam haben: Sie können im Heimatwagen der Oktopusse eingesetzt werden und versuchen, sich mit Fragen der Körperwahrnehmung und Motorik auseinander zu setzen. Die Labyrinthform, eine schmale zentrale Röhre, die sich in drei ausgewählte Fächer öffnet, basiert auf der natürlichen Sondierungsbewegung, die Oktopusarme oft ausführen, wenn sie in kleinen Spalten und unter Steinen jagen und jagen. Das Y-Labyrinth, das auf dem vorderen Glas des Tanks montiert ist, ermöglicht es uns, die Saugnäpfe aus nächster Nähe zu beobachten, während sie verschiedene Aufgaben wie das Erkunden oder Auffinden von Objekten ausführen.

Um die Futterbelohnung zu erreichen, mussten Kraken einen einzigen Arm durch die Röhre, aus dem Wasser und in das Wasser des Torraums erreichen. Das Torfach enthielt eine kleine Futterbelohnung und war mit einer schwarzen Scheibe markiert.

Wie haben die Kraken diese Aufgabe erfüllt? Haben Sie individuelle Unterschiede in verschiedenen Kraken gesehen? Kannst du ihr Lernen mit dem anderer Tiere vergleichen?

Kuba: Unsere Ergebnisse zeigen, dass Oktopusse in der Lage sind, sich an eine Reihe von motorischen Handlungen zu erinnern, die sie zu einem gewünschten Ziel führen. Um die Aufgabe zu erfüllen, identifizierten die Tiere das Ziel, assoziierten es mit einer positiven Belohnung, positionierten sich mit einer klaren Sicht auf das Ziel, steckten den Arm in die zentrale Röhre und versuchten, ihren Arm zum Zielabteil zu führen.

Die Leistung war auf individueller Ebene sehr unterschiedlich. Das Hauptproblem war, dass wir einige Tiere hatten, die "übereifrig waren": diese Tiere brauchten viel länger als die anderen, die sich dem Labyrinth auf eine schüchternere Art näherten. Am Ende erreichten alle bis auf einen der getesteten sieben Kraken das Kriterium zum Erlernen der Aufgabe, nämlich fünf richtige Versuche in Folge. Die sechs erfolgreichen Tintenfische benötigten zwischen 61 und 211 Versuche, um dieses Kriterium zu erreichen, und fünf von ihnen konnten diese Aufgabe in weniger als 90 Versuchen erfolgreich abschließen.

Welche konkreten Richtungen könnten Ihrer Meinung nach von hier aus gehen? Können wir lernen, wie es ist, ein Oktopus zu sein?

Kuba: Nun, ich hoffe, wir kommen diesem Schritt Schritt für Schritt näher. Ich denke, dass die große Herausforderung darin besteht, Experimente zu entwerfen und durchzuführen, die uns helfen werden, die sensorische Welt zu verstehen, in der ein Oktopus lebt. Das ist natürlich viel einfacher gesagt als getan. Der Plan ist, weiterhin Reihen von Labyrinthen oder anderen Vorrichtungen zu verwenden, die den Tintenfisch zwingen, bestimmte Sinne (entweder ausschließlich oder zusammen mit anderen) zu benutzen, um spezifische Aufgaben zu lösen. Ich möchte die Linie des Körperbewusstseins und der motorischen Kontrolle fortsetzen – das ist sicher. Ich würde auch gerne zu meinem Postdoc-Thema zurückkehren und neue Techniken ausprobieren, um Aufnahmen von sich verhaltenden Tieren zu erhalten.

Verwandte Links:

Octopus vulgaris verwendet visuelle Informationen, um die Position seines Arms zu bestimmen

Die Octopus Research Group an der Hebräischen Universität