Чужой разум. Осьминоги, море и глубинные истоки сознания

Когда в 2015 году Лондонское королевское общество проводило конференцию по древнейшим животным и происхождению нервной системы, разгорелся спор о том, когда же появились медузы[36]. Книдарии выглядят древними — этот вывод напрашивается из того факта, что две основные ветви этой эволюционной группы разошлись, по-видимому, в эдиакарский период или даже раньше и у животных обеих ветвей стрекательный механизм один и тот же. Стрекательные клетки книдарий — оружие. Было ли оно изначально оборонительным или наступательным? Ни добычи, ни врагов современных книдарий в ту пору не существовало. Так кого же они жалили? Неизвестно.

Но даже если жизнь в эдиакарский период была не столь райской, как порой предполагают, мир, который пришел ей на смену, был совершенно другим.

Около 542 миллионов лет назад начался кембрийский взрыв[37]. В ходе череды довольно резких перемен возникло большинство основных современных форм животных. «Современные формы», конечно, не подразумевали млекопитающих, но позвоночные уже появились — рыбы. Тогда же возникли и членистоногие — животные с внешним скелетом и суставчатыми конечностями, например трилобиты, а также черви и многие другие.

Почему это произошло именно в этот момент и почему так быстро? Хронология, возможно, связана с изменением климатических и химических условий Земли. Но основным двигателем самого процесса могло быть нечто вроде положительной обратной связи в эволюции, которая возникла благодаря взаимодействиям самих организмов друг с другом. В кембрийский период животные стали по-новому влиять на жизнь друг друга, особенно путем хищничества. Это означает, что, когда один вид организмов слегка изменяется, он меняет окружающую среду, с которой имеют дело другие организмы, и те в ответ тоже приспосабливаются. Начиная с раннекембрийского времени хищничество определенно существовало, а с ним и все, что им обусловлено: выслеживание, погоня, оборона. Когда жертва начинает прятаться или защищаться, хищники развивают способности выслеживать и одолевать, что, в свою очередь, приводит к усовершенствованию обороны со стороны жертвы. Началась «гонка вооружений». С начала кембрия в ископаемой летописи появляются именно те части тела животных, которых не было в эдиакарский период, — глаза, усики и клешни. Эволюция нервной системы вступила на новый путь.

Революция в поведении, наблюдаемая в кембрийский период, тоже произошла главным образом благодаря тому, что развернулся потенциал возможностей, которыми обладает определенное строение тела. У медузы есть верх и низ, но она не знает, что такое «право» и «лево». У нее радиальная симметрия. Но люди, рыбы, осьминоги, муравьи и дождевые черви — билатерии, или двусторонне-симметричные животные. У нас есть передняя и задняя стороны, а следовательно, правая и левая, так же как верх и низ. Первые билатерии, или, по крайней мере, некоторые из древнейших, могли выглядеть примерно так[38]:

Я нарисовал по бокам «головы» этого животного светочувствительные пятна, хотя нет уверенности, что они были (и на картинке «глаза» увеличены для наглядности — на самом деле они, очевидно, были крохотными). Я польстил древним билатериям.

Некоторых эдиакарских животных относят к билатериям, в том числе кимбереллу, описанную несколькими страницами выше. Если кимберелла была двусторонне-симметричной, то уже в докембрии билатериям был присущ более активный образ жизни, чем другим животным. Но в кембрии началось их нашествие. Двусторонне-симметричный план строения тела дает подвижность (ходьба — типично билатерийное занятие), и этот план, как оказывается, позволяет многие виды сложного поведения. Кембрийский рост разнообразия и сложности жизни — заслуга главным образом билатерий.

Прежде чем перейти к эволюции двусторонне-симметричного мира, давайте на минутку задумаемся: а у какого животного самое сложное поведение, какое существо самое умное — и при этом не имеет двусторонне-симметричного строения? На подобные вопросы бывает непросто ответить объективно, но в данном случае ответ дать легко. Из животных, не принадлежащих к билатериям, самое сложное поведение — у наводящей страх кубомедузы, Cubozoa[39].

Медузы мягкотелы и редко оставляют окаменелые отпечатки, поэтому трудно установить, когда появилась та или иная их группа, однако считается, что кубомедузы появились поздно — в кембрии или даже позже. Как я уже упоминал, общая особенность книдарий — стрекательные клетки. У некоторых кубомедуз щупальца содержат мощный яд, достаточно сильный, чтобы убить толпу народа. На северо-востоке Австралии появление кубомедуз каждое лето разгоняет купальщиков с пляжей; в течение нескольких месяцев в году там вообще опасно купаться, разве только в специально отведенных местах, огороженных сеткой. Проблему усугубляет то, что эти медузы незаметны в воде. И у них самое сложное поведение среди животных, не принадлежащих к билатериям. Вокруг верхушки их колокола располагаются две дюжины сложных глаз — с хрусталиком и сетчаткой, как у нас. Кубомедузы плавают со скоростью трех узлов, а некоторые могут ориентироваться по деталям ландшафта на берегу. Кубомедуза, смертоносная вершина эволюции пове[40] дения среди радиально-симметричных животных, — тоже детище нового мира, возникшего в кембрии.

Чувства

Нервная система появилась раньше, чем двусторонняя симметрия, но этот план строения тела открыл широкий спектр новых возможностей для ее использования. В кембрии отношения между животными приобрели заметный характер взаимовлияния. Поведение стало нацеленным на других животных — за ними нужно было наблюдать, хватать их или убегать от них. С начала кембрия появляются ископаемые остатки, демонстрирующие орудия этих взаимодействий: глаза, клешни, усики. Кроме того, у этих животных имеются явные признаки подвижного образа жизни — ноги и плавники. Конечно, ноги и плавники необязательно свидетельствуют о том, что животное взаимодействовало с другими. Зато клешни говорят об этом недвусмысленно.

В эдиакарский период другие животные могли окружать вас повсюду, но вам не было дела друг до друга. В кембрийский период каждое животное становится важным элементом среды обитания для других. Эта взаимосвязь жизней и ее эволюционные следствия стали возможными благодаря поведению и механизмам его контроля. Начиная с этого момента эволюция сознания стала откликом на присутствие других сознаний.

В ответ на эти мои слова вы, возможно, возразите, что термин «сознание» тут неуместен. В данной главе я не стану спорить. Пусть. Так или иначе, чувства, нервная система и поведение каждого животного стали эволюционировать, реагируя на чувства, нервную систему и поведение других животных. Действия одних животных порождали возможности для других и требования к ним. Если на вас несется аномалокарис метровой длины, стремительно плавающий, похожий на гигантского плотоядного таракана с двумя головными хватательными придатками наготове, весьма полезно хоть как-то знать о том, что это имеет место, и предпринять действия по улепетыванию.

Чувства, вероятно, сыграли в кембрийском взрыве решающую роль: организмы открылись миру и в особенности друг другу. Именно тогда, по-видимому, появились сложные глаза, способные фокусировать изображение[41]. В кембрии появились и фасеточные глаза нынешних насекомых, и камерные глаза наподобие наших. Представьте себе поведенческие и эволюционные последствия того, что вы обрели способность видеть объекты вокруг себя, а тем более отдаленные и движущиеся! Биолог Эндрю Паркер считает, что как раз «изобретение» глаз стало революционным событием кембрийского периода. Другие ученые предлагают более общие теории, но сходного направления. По выражению палеонтолога Роя Плотника и его коллег, это сенсорное прозрение вызвало «кембрийскую информационную революцию». С наплывом информации, поступающей через чувства, возникает необходимость ее комплексной внутренней обработки. Чем больше данных, тем сложнее решения, которые приходится принимать. (Догонит ли меня аномалокарис скорее, если я кинусь прятаться в эту нору — или в ту, другую?) Глаз, способный фокусировать изображение, позволяет совершать действия, которых без него и представить себе было бы нельзя.

Джим Гелинг, мой консультант по эдиакарской фауне, и британский палеонтолог Грэм Бадд предлагают объяснения, как работал процесс обратной связи, вызывавший эти изменения. Как подозревает Гелинг, на закате эдиакарского периода появились падальщики, а затем и хищники. Животные стали поедать не только бактериальные маты, но и мертвые тела, а затем принялись охотиться на живых. По мнению Бадда, само поведение животных привело к перераспределению ресурсов в эдиакарский период[42]. Вообразите мир, в котором перед вами простираются съедобные бактериальные маты, словно бесконечные заливные луга. На них пасутся медлительные животные, поедая эту довольно равномерно распределенную пищу. Другие животные питались не двигаясь. Эти животные и стали новым ресурсом — они представляют собой большие скопления питательной органики. Пища теперь не так повсеместна, как в прошлом. Она разбросана островками. Вероятно, поначалу этих животных поедали другие животные только после смерти. Но вскоре положение изменилось. Падальщики стали хищниками.

Если доверять свидетельствам ископаемой летописи, то похоже, что темп задавала одна группа: членистоногие. Ныне в нее входят такие животные, как насекомые, крабы и пауки. В начале кембрийского периода наблюдается распространение трилобитов — типовых членистоногих с панцирем, суставчатыми ногами и фасеточными глазами. На снимке отпечатка дикинсонии (с. 34) можно разглядеть два отпечатка намного меньшего размера, повыше букв A и В. Эти животные всего несколько миллиметров в длину, и Гелинг считает, что они могли быть предками трилобитов — пока еще мягкотелыми, но в них уже угадывалось характерное для трилобитов строение. На этом снимке дикинсония предстает в классическом облике эдиакарского животного — без признаков ног, головы или защитного панциря, в то время как целеустремленные козявки притаились снизу. Этот образ напоминает мне картинку в книжке, которая была у меня в детстве, — о динозаврах и их вымирании. Огромный динозавр возвышался над кучкой мелких, зловредного вида млекопитающих — зверушек вроде землероек, копошившихся у него под ногами. Наверное, они целились на гнездо с динозавровыми яйцами. Предки трилобитов как будто выбрали аналогичную мишень — безучастную, как лист кувшинки или банный коврик, дикинсонию наверху.

Еще один философ, Майкл Трестман, предлагает любопытный угол зрения, под которым можно взглянуть на животных[43]. Рассмотрим, говорит он, категорию животных, у которых имеются сложные активные тела. Это животные, которые умеют быстро передвигаться, хватать предметы и манипулировать ими. У них есть конечности с множеством степеней свободы и органы чувств, например глаза, воспринимающие отдаленные объекты. Трестман указывает, что только в трех из основных групп животных появились виды со сложным активным телом (САТ). Это членистоногие, хордовые (животные с нервной трубкой вдоль спины, к которым относимся и мы) и одна группа моллюсков — головоногие. Эта троица на первый взгляд составляет обширную категорию, потому что это как раз те животные, о которых мы чаще вспоминаем, но во многих отношениях это немногочисленная кучка. Существует 34 типа животных, то есть 34 базовых плана строения их тела. Лишь три из них включают животных с САТ, а в одном из них, среди моллюсков, этим могут похвастаться лишь головоногие.

Расставив по местам эти этапы древней истории, я вернусь к различию между двумя воззрениями на нервную систему и ее эволюцию — сенсомоторной теорией и теорией порождения действия. Выше я ввел это разграничение, исходя из двух ролей, которые может играть сигнал в социальной жизни (Ревир с церковным сторожем — либо лодка с гребцами), и отметил, что, хотя эти роли различны, они совместимы. Каково же историческое значение этого различия? Обнаруживается ли оно естественным путем где-то на многовековом пути эволюции между эдиакарием и кембрием или позже? Представляется возможным, что произошло перераспределение ролей, которые выполняла нервная система. Хотя следить за событиями внешнего мира в какой-то мере всегда полезно, в кембрийский период важность этого аспекта жизни резко возрастает. Требуется больше бдительности и больше действий в ответ на происходящее. Невнимательность отныне означает, что вас сожрет стремительный аномалокарис. Возможно, древнейшие нервные системы служили в основном для координации действий — сначала давали подвижность телу древней медузы, затем помогали организовать действия эдиакарским организмам. Но если такая эпоха существовала, в кембрии ей настал конец.

Однако это лишь одна из множества возможностей, и наше воображение, кругозор которого ограничен жизнью в современном теле, недооценивает спектр этих возможностей. Вариантов куча. Вот какой, например, выдвигают биолог Детлеф Арендт и его коллеги[44]. По их мнению, нервная система возникала дважды. Но они не подразумевают, что это произошло в двух группах животных — скорее в одной и той же группе животных, но в разных частях тела. Представим себе медузоподобное животное в форме купола, со ртом внизу. Одна нервная система формируется на макушке и служит для восприятия света, но не для руководства к действию. Свет она использует для того, чтобы управлять ритмами тела и регуляцией гормонов. Другая нервная система возникает для управления движениями, поначалу — только движением рта. На определенном этапе обе системы начинают смещаться внутри тела и вступать друг с другом в новые отношения. С точки зрения Арендта, это одно из решающих событий, которые способствовали прогрессу билатерий в кембрийский период. Система управления телом частично сдвинулась в верхний конец животного, где уже располагалась светочувствительная система. Напомним, эта светочувствительная система управляла только химическими переключениями и циклами, а не поведением. Но при слиянии двух нервных систем у них появилась новая роль.

Удивительная картина: в ходе длительного эволюционного процесса мозг, управляющий движениями, поднимается у вас вверх по голове и встречается со светочувствительными органами, которым суждено стать глазами.

Развилка

Двусторонне-симметричный план строения возник в докембрийскую эпоху, у какого-то небольшого и невзрачного существа, но он стал физической базой, на которой основывалась длинная череда возрастаний сложности поведения. Древним билатериям отведена еще одна роль в этой книге. Вскоре после их появления, возможно еще в эдиакарский период, произошло разделение эволюционных линий — одна из бесчисленных развилок, которые случаются на тысячелетнем пути. Популяция животных раскалывается надвое. Животные, которые изначально разошлись по двум тропинкам, вероятно, походили на маленьких плоских червей. У них были нейроны и, возможно, очень примитивные глаза, но мало что предвещало грядущую сложность. Размеры их, вероятно, измерялись миллиметрами.

После этого малозаметного расхождения животные с обеих сторон, в свою очередь, дивергировали, и каждая сторона дала начало огромной, живой по сей день ветви эволюционного древа. Одна из тропинок привела к группе, включающей и позвоночных, наряду с такими неожиданными собратьями, как морские звезды, а вторая — к великому разнообразию беспозвоночных. Точка прямо перед этой развилкой — последняя в нашей общей эволюционной истории с обширной группой беспозвоночных, куда входят жуки, раки, слизни, муравьи и бабочки.

Вот схема этой части эволюционного древа[45]. На рисунке показаны далеко не все группы, как внутри изображенных ветвей, так и за пределами их. Момент, о котором идет речь, отмечен как «развилка».

На каждом из путей вперед от развилки случались новые разветвления. На одном пути впоследствии возникнут рыбы, затем динозавры и млекопитающие. Это наша дорога. На другом пути последующие развилки дают начало членистоногим, моллюскам и прочим. И на обоих путях, тянущихся от эдиакарского периода в кембрийский и дальше, жизни становятся взаимосвязанными, чувства открываются, а нервные системы усложняются. И вот в конце концов — маленький пример этой взаимосвязи в чувствах и поведении — обтянутое резиной млекопитающее и переливающееся красками головоногое взирают друг на друга в Тихом океане.

3. Зловредность и хитроумие

Зловредность и хитроумие — очевидные черты натуры этого существа.

— Клавдий Элиан об осьминоге[46]

В саду губок

На вас кто-то смотрит, пристально, но вы не видите кто. Потом вы его замечаете — обладателя глаз, привлекающих ваше внимание.

Вы находитесь посреди сада губок — морское дно усыпано их ярко-оранжевыми кустиками. На одной из таких губок, обвившись вокруг нее и серо-зеленых водорослей рядом, устроилось животное размером с кошку. Его тело как будто везде и нигде. По большей части животное словно вообще не имеет отчетливой формы. Внимание сосредоточить удается лишь на головке и глазах. Вы плывете вокруг губки, и взгляд этих глаз следует за вами, сохраняя дистанцию, прячась от вас за губкой. Цвет этого создания точно, идеально совпадает с водорослями, кроме той части кожи, которая собралась в маленькие выступающие шипики, — кончики шипиков окрашены в оранжевый цвет, который так же идеально совпадает с окраской губки. Вы оказываетесь с ним по одну сторону губки, и в конце концов оно поднимает голову, взмывает и уносится на своей реактивной струе.

Вторая встреча с осьминогом — на этот раз он сидит в домике. Перед ним разбросаны ракушки вперемешку с осколками стекла. Вы замираете перед его домиком; вы с ним оба смотрите друг на друга. Этот совсем маленький, не больше теннисного мяча. Вы протягиваете руку, чтобы дотронуться до него пальцем, и щупальце осьминога медленно разворачивается и вытягивается, чтобы дотронуться до вас. Вашу кожу охватывают присоски, и хватка неожиданно крепкая. Присосавшись, оно тянет вас за палец, осторожно затаскивает в домик. На щупальце несчетное множество сенсоров — сотни в каждой из десятков присосок. Оно пробует ваш палец на вкус, подтаскивая его к себе. Само это щупальце кишит нейронами — средоточие нервной активности. Из-за щупальца за вами непрерывно наблюдают большие круглые глаза. Вот где очутилась эволюция животных через сотни миллионов лет после событий, описанных в главе 2.

Эволюция головоногих

Осьминоги и другие головоногие — моллюски, они принадлежат к обширной группе животных, куда входят также съедобные ракушки, устрицы и улитки[47]. История осьминогов, следовательно, включает в себя эволюционную историю моллюсков. В предыдущей главе мы дошли до кембрия, периода, когда в ископаемой летописи появляется огромное разнообразие планов строения тела животных. Многие из этих групп животных, в том числе моллюски, должно быть, возникли в докембрийское время, но в кембрии моллюски становятся заметными — благодаря раковинам.

Раковины у моллюсков появились в ответ на резкую перемену в жизни животных — изобретение охоты. Очутившись среди зрячих тварей, готовых вас слопать, можно прибегнуть к разным стратегиям выживания, и путь, по которому пошли моллюски, — отрастить твердую раковину и спрятаться внутри нее либо под ней. Эволюционная линия головоногих, вероятно, происходит от такого древнего моллюска, ползавшего по морскому дну под твердой раковиной конической формы, наподобие колпачка[48]. Это существо напоминало современное морское блюдечко, примитивного моллюска с чашеобразной раковинкой, который обитает на скалах в полосе прилива. В ходе эволюции колпачок рос, как нос Пиноккио, постепенно принимая форму рожка. Эти животные были невелики — «рожок» был всего пару сантиметров длиной. Снизу, как и у других моллюсков, была мускулистая нога, с помощью которой животное удерживалось на грунте и ползало по дну.

Затем, в позднем кембрии, некоторые из этих животных всплыли со дна и перешли к пелагическому образу жизни — в водной толще. На суше никакое животное не может взлететь в воздух без дополнительных затрат усилий — подобное изменение образа жизни потребует крыльев или их аналога[49]. В море же нетрудно всплывать, дрейфовать и видеть, куда плывешь.

Защитная раковина, направленная вверх, может стать поплавком, если наполнить ее газом. Очевидно, первые головоногие так и поступили. Плавучесть раковины, вероятно, поначалу была нужна, чтобы легче было ползать, и многие древнейшие головоногие, видимо, передвигались по дну, полуползая-полуплавая. Но некоторые всплыли выше и открыли для себя целый мир новых возможностей. Пузырек газа внутри раковины превращает блюдечко в дирижабль.

На плаву от ползательной ноги мало толку, и головоногие «дирижабли» изобрели реактивный способ передвижения: они стали выбрасывать воду через сифон, трубку, которую можно поворачивать в разных направлениях. Сама нога высвободилась, получив возможность хватать предметы и манипулировать ими, а на конце ее расцвел пучок щупалец. Хотя слово «расцвел», возможно, показалось бы неуместным тем животным, которых эти щупальца угрожали схватить, — поскольку на некоторых щупальцах выросли острые крючья. Вот какая возможность открылась перед головоногими, когда они воспарили над дном, — возможность питаться другими животными, самим стать хищниками. Они воспользовались ею с великим эволюционным энтузиазмом. Появилось множество форм, как с прямыми раковинами, так и со спиральными; крупнейшие достигали длины свыше пяти метров. Из мелких блюдечек головоногие стали самыми грозными хищниками морей.

Наряду с дирижаблями, по морскому дну могли рыскать головоногие экранопланы и танки — некоторые раковины этого периода выглядят слишком тяжелыми для плавания. Все эти животные в наше время вымерли, кроме одного — совсем не страшного наутилуса. Многие виды прекратили существование во время массовых вымираний, когда возникали разрывы в эволюционной истории жизни, но кроме того, хищных головоногих, скорее всего, в эволюционном состязании постепенно вытесняли рыбы, которые становились всё крупнее и совершенствовали свое вооружение. Так дирижаблям бросили вызов самолеты, в итоге победившие их.

Однако наутилус прорвался[50]. Никто не знает почему. В начале книги я упоминаю гавайский миф о сотворении мира, в котором осьминог выступает как «одинокий реликт» прежнего мира. Истинный реликт и правда головоногое, но не осьминог, а наутилус. Современные наутилусы, все еще обитающие в Тихом океане, мало изменились за последние 200 миллионов лет. Эти обладатели спиральных раковин в наши дни стали падальщиками. У них есть примитивные глаза и пучок щупалец; они то всплывают на мелководье, то погружаются в глубину, подчиняясь таинственному распорядку, который до сих пор не изучен полностью. Похоже, что ночью они держатся ближе к поверхности воды, а днем — глубже.

Эволюция строения тела головоногих на этом не закончилась — близился новый поворот. Незадолго до начала эры динозавров некоторые головоногие стали отказываться от раковин. Защитные футляры, ставшие когда-то поплавками, теперь утрачивались, редуцировались или перемещались внутрь тела. Это позволяло увеличить свободу движения, но дорогой ценой — резко возрастала уязвимость. На первый взгляд, это рискованный ход, но в истории эволюции он предпринимался не один раз. Последний общий предок «современных» головоногих неизвестен, но в какой-то момент линия разделилась на две ветви — восьминогих (осьминог и есть «восьминог») и десятиногих, куда входят каракатицы и кальмары. Раковины у них утрачивались по-разному. У каракатицы раковина сохраняется внутри и все еще служит для поддержания плавучести. У кальмара осталась мечевидная внутренняя пластинка — гладиус. Осьминоги лишились раковины совсем. Большинство головоногих стали мягкотелыми, беззащитными животными, обитающими на мелководных рифах.

Древнейший возможный ископаемый образец осьминога датируется примерно 290 миллионами лет назад[51]. Я пишу «возможный», поскольку это единственный образец и выглядит он как не особенно внятное пятно на камне. После него в палеонтологической летописи следует долгий пробел; более очевидный случай — отпечаток возрастом около 164 миллионов лет, несомненный осьминог с восемью щупальцами и в характерной осьминожьей позе. Ископаемые свидетельства эволюции осьминогов обрывочны — их ткани плохо сохраняются. Но в какой-то момент началось бурное видообразование: в настоящее время известно около 300 видов, как глубоководных, так и обитающих на рифах, размерами от нескольких сантиметров до гигантского тихоокеанского осьминога, который весит сорок килограммов, а размах его щупалец от кончика до кончика достигает шести метров.

Вот путь, который прошло строение тела головоногих — от эдиакарского ползучего пирожного к моллюску наподобие блюдечка, а от него к хищным экранопланам и дирижаблям. Внешняя раковина затем отброшена, как обуза, — она перемещается внутрь тела или, как в случае осьминога, исчезает совсем. Совершив этот шаг, осьминог становится практически бесформенным.

Полный отказ и от скелета, и от раковины — необычное эволюционное решение для такого крупного и сложноорганизованного животного. У осьминога почти нет твердых частей тела, а из тех, что есть, самые большие — глаза и клюв. Поэтому он способен протиснуться в отверстие размером с собственный глаз и почти до бесконечности менять форму тела. В осьминоге эволюция воплотила чистую потенциальность материи.[52]

Работая над черновиком этой главы, я на протяжении нескольких дней наблюдал за парой осьминогов на скалистой отмели. Однажды я видел их брачные игры, после которых они большую часть следующего дня как будто сидели на одном месте. Самка отплывала в сторону, но с закатом вернулась в нору. Самец дневал на более открытом участке, в четверти метра от ее норы. Он все еще оставался там, когда она вернулась.

Два дня я наблюдал, как они то уплывают, то возвращаются, а затем начались шторма. На побережье обрушились ветры со скоростью 60 миль в час, с юга накатывали волны. Осьминожья бухта была отчасти защищена от этой мясорубки, но недостаточно. Волны бушевали у входа в бухту, обращая воду в бурлящий белый суп. Шторм трепал побережье еще четыре дня. Куда деться осьминогам, когда волны лупят по скалам? Зайти в воду для наблюдений было невозможно. Для каракатиц это не проблема — в непогоду они уходят, и их не видно неделями. Они включают свой реактивный движок и уплывают куда-то на глубину. Возможно, осьминоги тоже уходят в открытое море, но скорее всего, они заползают в ущелье и цепляются за скалы, не отрываясь сутками, как их предки, которые присасывались к скалам из-под своих раковин-шапочек.

Эволюция головоногих. Схема не соблюдает масштаба (даже приблизительно) и не отражает реальных родственных связей между видами. Она дает лишь хронологическую последовательность форм в эволюции головоногих за полмиллиарда лет, на которой обозначен ряд ключевых развилок. Спорную кимбереллу я включаю сюда как возможную предковую стадию. Похожий на блюдечко моллюск относится к моноплакофорам. Следующее животное, с раковиной, разделенной на сегменты, могло быть чем-то вроде таннуэллы ([53]Tannuella). Дальше следует Plectronoceras, о котором спорят: перешел ли он к пелагическому образу жизни или все еще ползал по дну, но именно это животное чаще всего считается первым настоящим головоногим на основании множества характерных признаков внутреннего строения. Cameroceras — великан среди крупных хищных головоногих, его длина, по самым скромным оценкам, составляла более пяти метров. Осьминог и кальмар произошли от неизвестных головоногих, утративших раковины и в настоящее время вымерших — в отличие от наутилуса, который и сохранил раковину, и дожил до наших дней.

Загадки осьминожьего интеллекта

По мере того как строение тела головоногих принимало свой нынешний облик, произошла еще одна перемена: некоторые из них поумнели[54].

Слово «умный» проблематично, так что начнем издалека. Во-первых, у этих животных развилась обширная нервная система, в том числе большой мозг. Что значит большой? У обыкновенного осьминога (Octopus vulgaris) в организме около 500 миллионов нейронов[55]. По любым меркам это довольно много. У человека их во много раз больше — около 100 миллиардов, — но осьминог попадает в размерный диапазон мелких млекопитающих и не так далек от собаки. Нервная система головоногих существенно больше, чем у любого другого беспозвоночного.

Абсолютный размер имеет значение, однако он считается менее информативным, чем относительный — размер мозга по отношению к размеру тела. Этот параметр говорит нам о том, какова доля «инвестиций» в мозг у этого животного. Сравнивают по массе, причем это сравнение учитывает только нейроны мозга. По этой шкале у осьминогов тоже высокий балл — на уровне позвоночных, хотя до млекопитающих они не дотягивают. Но, с точки зрения биологов, все эти размерные оценки — не особенно точный инструмент для определения вычислительных мощностей мозга животного. Мозг бывает устроен по-разному, в нем может быть разное количество синапсов, которые, в свою очередь, могут отличаться по уровню сложности. Самое удивительное открытие в современной области исследования интеллекта животных — умственные способности некоторых видов птиц, в особенности ворон и попугаев[56]. Мозг птиц довольно мал в абсолютных измерениях, но обладает высокой мощностью.

Пытаясь сравнивать мощность мозга разных животных, мы сталкиваемся и с тем, что не существует общей мерки, которой можно было бы ее адекватно измерить. У разных животных таланты разные, что естественно в силу различий их образа жизни. Можно провести аналогию с набором инструментов — мозг подобен комплекту инструментов для управления поведением. Как и в наших наборах, там есть кое-какие инструменты, общие для большинства ремесел, но велико и разнообразие. У животных все известные комплекты включают какой-то инструмент восприятия, хотя разные животные получают информацию очень разными способами. У всех или почти всех билатерий имеется в том или ином виде память и способность к обучению, позволяющая экстраполировать прошлый опыт на настоящее. Иногда набор включает способности к планированию и разрешению проблем. Иные наборы сложнее и дороже прочих, но их сложность бывает разной. У одного животного могут быть лучше развиты чувства, у другого — способность к обучению. Разница в наборе инструментов связана с различиями в образе жизни.

При сравнении головоногих с млекопитающими трудности встают особенно остро. У осьминогов и их родичей отлично развиты глаза, причем общая схема их строения та же, что и у нас. Два эволюционных эксперимента по созданию нервной системы привели к сходным механизмам зрения. Но нервные системы, в которые поступают сигналы от этих глаз, устроены совершенно по-разному. Глядя на птицу, млекопитающее, даже рыбу, биологи могут наложить карту мозга одного животного на карту другого[57]. У всех позвоночных мозг имеет сходную структуру. Но, когда мы начинаем сравнивать мозг позвоночного с мозгом осьминога, все карты оказываются спутаны. Между отдельными частями их мозга и нашего нет никаких соответствий. Вообще говоря, у осьминогов большая часть нейронов даже не объединена в мозг — они располагаются в щупальцах. С учетом всего этого, чтобы определить, насколько умны осьминоги, следует задаться вопросом, что же они умеют делать.

Мы тут же наталкиваемся на затруднения. Возможно, корень проблем — в нестыковке между результатами лабораторных опытов по научению и тестированию умственных способностей с одной стороны и множеством баек и случайных неподтвержденных наблюдений — с другой. Подобные нестыковки не редкость в мире зоопсихологии, но они составляют особенно болезненную проблему в случае с осьминогами.

В лабораторных условиях осьминоги неплохо справляются с тестами, но особой гениальности не демонстрируют[58]. Их можно обучить проходить несложный лабиринт. Они могут использовать зрительные ориентиры, чтобы определить, в какой из двух аквариумов их поместили, и затем проложить правильный маршрут к цели в этом аквариуме. Их можно научить открывать банки и доставать корм. Но осьминоги обучаются всему этому медленно. Читая складный отчет об «успешном» опыте, нередко можно заметить, что продвижение к результату шло черепашьим темпом. На фоне неоднозначных итогов экспериментов, однако, попадаются казусы, свидетельствующие о том, что все не так скучно. Любопытнее всего, на мой взгляд, способность осьминогов приспосабливаться к новой необычной обстановке — содержанию в неволе, в лаборатории, — и приспосабливать лабораторное оборудование к собственным осьминожьим целям.

Немалая первоначальная работа по изучению осьминогов была проделана в Италии, на Неаполитанской зоологической станции, в середине двадцатого века. Гарвардский исследователь Питер Дьюз занимался в основном влиянием наркотиков на поведение[59]. Однако он очень интересовался проблемой научения как такового, и в его опытах с осьминогами наркотики не привлекались вовсе. На Дьюза оказал решающее влияние его коллега по Гарвардскому университету Б. Ф. Скиннер, чьи работы по «оперантному обусловливанию» — закреплению поведения через поощрение или наказание — совершили революцию в психологии. Идею, что поведенческие акты, ведущие к успеху, будут повторяться, а неудачные — отбрасываться, впервые выдвинул Эдвард Торндайк в 1900 году, но Скиннер придал ей детальную разработку. Дьюза, как и многих других, воодушевила методика Скиннера, позволявшая добиться строгости и точности в экспериментах с животными.

В 1959 году Дьюз применил стандартные опыты по обучению и подкреплению к осьминогам. Осьминоги приходятся отдаленными родичами позвоночным вроде нас, но похож ли у них процесс обучения? Способны ли они, например, понять, что, потянув за рычаг и отпустив его, они получат вознаграждение, и научиться делать это специально?

Впервые я узнал об исследовании Дьюза из беглого упоминания его эксперимента в книге Роджера Хэнлона и Джона Мессенджера «Поведение головоногих». Хэнлон и Мессенджер замечают по этому поводу, что в море осьминогу определенно не приходится дергать за рычаги, и утверждают, что опыт Дьюза не был успешным. Мне, однако, стало любопытно, как он прошел, и я обратился к оригиналу публикации 1959 года. Мне сразу бросилось в глаза, что опыт был успешным — имея в виду его основную цель. Дьюз обучал трех осьминогов, и все три научились орудовать рычагом, чтобы получить корм. Когда они дергали за рычаг, загоралась лампочка, и они получали кусочек сардинки. Два осьминога, Альберт и Бертрам, проделывали это «довольно последовательно», как пишет Дьюз. Третий, Чарльз, вел себя иначе. Чарльз кое-как получил свой минимальный проходной балл, но его подход к заданию прекрасно иллюстрирует суть проблемы с изучением поведения осьминогов. Дьюз сообщает:

1. В то время как Альберт и Бертрам аккуратно обращались с рычагом, держась на плаву, Чарльз присасывался одними щупальцами к стенке аквариума, а другими обматывал рычаг и дергал со всей силы. Несколько раз он погнул рычаг, а на 11-й день поломал окончательно, в результате чего эксперимент пришлось завершить досрочно.

2. Лампочка, висевшая невысоко над водой, не привлекала особого «внимания» Альберта и Бертрама, однако Чарльз регулярно охватывал ее щупальцами и прилагал немалые усилия, пытаясь затащить ее в аквариум. Это поведение явно отвлекало от работы с рычагом.

3. У Чарльза была большая склонность брызгаться водой из аквариума, и особенно — направлять струю на экспериментатора. Животное подолгу наблюдало, выставив глаза над поверхностью воды, и прицеливалось фонтаном брызг в любого человека, подходившего к аквариуму. Это поведение напрямую мешало ходу экспериментов и тоже очевидным образом препятствовало работе с рычагом.

Дьюз кисло замечает по этому поводу:

Факторы, обусловившие закрепление и учащение у данного животного поведенческих актов хватания лампочки и брызгания, остались неясными.

Сам язык, который использует Дьюз: «факторы», «обусловить» и пр., — демонстрирует его стиль мышления: он мыслит (или, по крайней мере, письменно выражается) в русле типичных представлений, на которых основывались опыты с животными в середине XX века. Он полагает, что если Чарльз обливает водой экспериментаторов и пытается стырить оборудование, то что-то пошло не так в обучении Чарльза, коль скоро такое поведение закрепилось. Согласно этой точке зрения, «на входе» все животные данного вида одинаковы, и если поведение у них отличается, то виной тому непосредственный опыт подкрепления (или его отсутствия). Таковы теоретические посылки Дьюза. Но один из уроков, которые можно вынести из экспериментов с осьминогами, — существование заметных индивидуальных различий между особями. Скорее всего, дело не в том, что Чарльз сошел с накатанной колеи обучения, потому что у него каким-то образом закрепилась привычка обливать водой ученых, — дело в том, что ученым попался осьминог с исключительно вредным характером.

Эта статья 1959 года отражает одно из первых столкновений строгих научных стандартов в изучении поведения животных с персональными причудами осьминога. Значительная часть исследований по зоопсихологии исходит из представления, что все животные определенного вида (а возможно, даже определенного пола) будут вести себя одинаково до тех пор, пока получают одинаковое вознаграждение, то есть клевать, бегать или тянуть рычаг в любое время дня ради одинаковых порций лакомства. Как многие его коллеги, Дьюз предпочитал этот метод работы, поскольку стремился, по его выражению, к «объективным, количественным методам исследования». Я только за. Однако осьминоги в куда большей степени, чем крысы и голуби, демонстрируют, что у них есть собственные идеи — «зловредность и хитроумие», как говорит Элиан, слова которого я поставил эпиграфом к этой главе.

Наиболее популярные байки про осьминогов повествуют о побегах и воровстве — о том, как осьминоги в океанариумах по ночам совершают набеги на соседние резервуары в поисках добычи. Эти байки забавны, но в действительности говорят не так уж много об уровне интеллекта осьминогов. Аквариум по соседству не так уж отличается от лужи воды в зоне отлива, разве что залезть туда и вылезти обратно физически труднее. Существует более интересный, на мой взгляд, вид поведения. По крайней мере в двух океанариумах осьминоги научились гасить свет, выстреливая фонтаном воды в лампочки, когда оставались без присмотра, — они устраивали таким образом короткое замыкание, и электричество отключалось[60]. В новозеландском университете Отаго это влетело в копеечку, так что осьминогов пришлось выпустить на волю. С той же проблемой столкнулась одна лаборатория в Германии. Эти действия выглядят очень «разумными». Однако возможно объяснение, способное притушить блеск этой истории. Осьминоги не переносят яркого света, и у них есть привычка брызгать водой в любые объекты, которые их раздражают (как убедился Питер Дьюз). Так что, возможно, обливание лампочек не требует каких-либо специальных объяснений. Кроме того, когда поблизости нет людей, выше вероятность, что осьминог отойдет достаточно далеко от домика и выберет такую цель, как лампочка. В то же время оба известных мне случая подобного рода создают впечатление, что осьминоги очень быстро обучились этому поведению и поняли его результативность — сообразили, что свет исчезнет, если принять определенную позу и как следует прицелиться. Можно было бы придумать эксперимент для проверки различных возможных объяснений такого поведения.

Этот пример иллюстрирует факт более общего порядка: осьминоги обладают умением приспосабливаться к специфическим условиям неволи и взаимодействию с людьми. В дикой природе осьминоги — одиночные животные. У большинства видов общественная жизнь крайне ограниченна (позже я рассмотрю исключения из этого правила). В лаборатории, однако, они зачастую быстро понимают, как устроена жизнь в новой обстановке. Например, давно подозревают, что в неволе осьминоги способны узнавать смотрителей в лицо и вести себя по-разному с разными людьми. Подобные известия приходят из лабораторий уже много лет. Поначалу они казались анекдотическими. В той же новозеландской лаборатории, которая чуть не разорилась на электричестве, осьминог невзлюбил определенную сотрудницу — неизвестно почему, — и всякий раз, когда она оказывалась в проходе позади аквариума, ей доставался двухлитровый фонтан воды в затылок. У Шелли Адамо в Университете Далуси (Dalhousie) была каракатица, которая гарантированно обливала водой всех новых посетителей лаборатории, но не тех, кто бывал там часто[61]. В 2010 году было экспериментально подтверждено, что гигантские тихоокеанские осьминоги действительно узнают людей в лицо, причем даже тогда, когда люди одеты в одинаковую форму[62]. Стефан Линквист, философ, которому приходилось изучать поведение осьминогов в лаборатории, говорит:

Когда работаешь с рыбой, она не понимает, что она в аквариуме, в искусственной среде. С осьминогами все иначе. Они понимают, что они находятся внутри специального помещения, а ты снаружи. Все их поведение связано с пониманием того, что они в неволе.

Осьминоги Линквиста слонялись по аквариуму, возились с ним и пробовали на прочность. Они досаждали Линквисту, целенаправленно затыкая щупальцами сливные отверстия в аквариумах, вероятно чтобы поднять уровень воды. Разумеется, они устраивали потоп в лаборатории.

Еще одну историю, которая может служить иллюстрацией к мысли Линквиста, рассказала мне Джин Боул, сотрудница Миллерсвильского университета в Пенсильвании. Как исследователь головоногих Боул славится непревзойденной научной строгостью и критичностью. Она известна тщательной продуманностью своих экспериментов и стойким убеждением, что судить о «когнитивных способностях» или «мышлении» этих животных следует лишь тогда, когда результаты эксперимента не находят более простого объяснения. Но, как многие исследователи, она сталкивалась с примерами поведения, которые озадачивают — они явно говорят что-то о внутреннем мире этих существ. Один такой случай она вспоминает уже лет десять. Осьминоги любят крабов, но в лабораториях их часто кормят размороженными креветками или кальмарами. Их приходится некоторое время приучать к этой пище второй свежести, но в конце концов они привыкают. Однажды Боул обходила ряды аквариумов, раздавая каждому осьминогу по кусочку размороженного кальмара. Дойдя до конца ряда, она повернулась и пошла обратно. Осьминог в первом аквариуме как будто специально дожидался ее. Он не съел свою порцию, а демонстративно держал ее щупальцами. На глазах у Боул осьминог медленно пересек аквариум и подплыл к сливной трубе, все это время оглядываясь на сотрудницу. Оказавшись у трубы и по-прежнему оглядываясь на Боул, осьминог спустил кусочек кальмара в слив.

Эта история, как и рассказы об осьминогах, обливающих экспериментаторов, напомнила мне о моем личном опыте. В неволе осьминоги часто пытаются сбежать и, похоже, безошибочно выбирают для этого момент, когда за ними не присматривают. Например, если вы посадите осьминога в ведро с водой, он зачастую ведет себя так, как будто ему там вполне удобно, но стоит вам на миг утратить бдительность, и обернувшись, вы увидите, что он невозмутимо выползает на пол.

Я думал, что эта их наклонность мне мерещится, но несколько лет назад мне довелось поговорить с Дэвидом Шелем, который работает с осьминогами постоянно. Он тоже сказал, что осьминоги, по-видимому, способны проницательно отслеживать, смотрит он на них или нет, и предпринимают действия тогда, когда он не смотрит. Полагаю, что это удовлетворительно объясняется как поведение, присущее осьминогам в естественной среде: от барракуды лучше удирать, когда она не смотрит, чем когда она смотрит. Но то, что осьминоги быстро обучаются применять это к человеку — будь он в плавательной маске или без нее, — впечатляет.

По мере накопления подобных сюжетов объяснение двусмысленных результатов опытов по научению осьминогов напрашивается само собой. Нередко утверждают, что они не блистают успехами в экспериментах, потому что поведение, которого от них требуют, неестественно. (В частности, Хэнлон и Мессенджер оценили так опыт Дьюза с рычагом.) Но поведение осьминогов в лабораторных условиях свидетельствует о том, что «неестественность» не составляет для них особой проблемы. Осьминоги умеют открывать банки с винтовой крышкой, а один даже делал это изнутри банки, что заснято на пленку. Если это «естественное» поведение, что тогда значит «неестественное»? Думаю, отмеченные трудности в давнем эксперименте Питера Дьюза проистекали отчасти из презумпции, будто осьминогу интересно дергать рычаг раз за разом и получать сардинку за сардинкой, до бесконечности набирая себе второсортной еды. Так поступают крысы и голуби, но осьминоги съедают порцию пищи медленно, не могут, по-видимому, наедаться впрок и склонны терять интерес. По меньшей мере некоторым из них интереснее ухватить лампочку над аквариумом и попытаться затащить ее к себе в домик. Или обливать экспериментаторов.

Нелегкую задачу мотивации осьминогов иные экспериментаторы, как это ни печально, пытаются разрешить с помощью отрицательного подкрепления — ударов электрическим током, которые они вряд ли стали бы применять столь бездумно, будь на месте осьминогов другие животные. Значительная часть старых исследований, проводившихся на Неаполитанской зоологической станции, была жестокой. Помимо применения электрошока, многие эксперименты включали в себя удаление части мозга осьминога или рассечение важных нервов, просто чтобы посмотреть, что будет делать осьминог, когда очнется. До недавнего времени хирургические опыты проводились на осьминогах без обезболивания. Так как они беспозвоночные, на них не распространялись законы о жестоком обращении с животными. Отчеты о старых экспериментах порой больно читать тем, кто рассматривает осьминогов как существ, наделенных чувствами[63]. Впрочем, в последнее десятилетие законы, регулирующие обращение с подопытными животными, часто причисляют осьминогов к своего рода «почетным членам клуба позвоночных», особенно в Евросоюзе. Это прогресс.

Еще один вид поведения осьминога, который перешел из разряда баек в разряд экспериментально подтвержденных данных, — игра, взаимодействие с предметами как самоцель. Передовая специалистка по головоногим Дженнифер Мейтер совместно с Роландом Андерсоном, сотрудником океанариума в Сиэтле, провела первые исследования игрового поведения, которое сейчас пристально изучается[64]. Некоторые осьминоги — далеко не все — развлекаются, гоняя аптечные пузырьки по аквариуму струей воды из сифона, жонглируя пузырьком туда-сюда на струе, поступающей в аквариум через трубу. Как правило, начальный интерес осьминога к посторонним предметам чисто гастрономический — можно ли это съесть? Но если объект оказался несъедобным, осьминог не обязательно теряет к нему интерес. Недавние лабораторные исследования Майкла Кубы подтвердили, что осьминоги быстро определяют непригодность предмета в пищу, но при этом нередко продолжают с интересом исследовать его и манипулировать им.

Экскурсия в Октополис

В первой главе я описывал, как Мэтт Лоуренс обнаружил колонию осьминогов на восточном побережье Австралии. Мэтт обследовал бухту так: бросал якорь со своей лодчонки, нырял за ним, поднимал его и плыл над дном по следам дрейфующей лодки. (Отмечу, что с аквалангом в одиночку лучше не нырять. Мэтт берет с собой второй акваланг, независимый от первого, на случай, если возникнут проблемы. Но даже с такими мерами предосторожности это не рекомендуется.) В 2009 году он обнаружил отвал из раковин, на котором обитало больше десятка осьминогов. Их как будто не потревожило его присутствие — они ползали и боролись друг с другом, пока он наблюдал за ними.

Мэтт отметил на GPS координаты этого места и стал наведываться туда регулярно. Он наблюдал за осьминогами и общался с ними. Его присутствие ничуть не смущало их, а некоторые проявляли любопытство, пробуя играть с ним и изучать его снаряжение. Они залезали на его камеру и воздушные шланги. Другие были заняты какими-то отношениями между собой. Порой наблюдалось что-то похожее на поведение «гопника». Один осьминог мирно сидел в своем гнезде, к нему подбирался более крупный, приземлялся на гнездо сверху и отчаянно сцеплялся с хозяином, очутившимся внизу. После бурной, играющей всеми красками схватки нижний осьминог бледнел, удирал прочь ракетой и приземлялся в нескольких метрах поодаль от кучи раковин. Осьминог-агрессор после этого возвращался в собственное гнездо.

Со временем Мэтт все больше и больше привыкал к общению с этими животными, и мне до сих пор кажется, что осьминоги отличали его от других людей. Однажды поблизости от этого места осьминог ухватил его за руку и потащил на буксире. Мэтт последовал за ним — казалось, будто его ведет за собой по морскому дну крохотный восьминогий ребенок. Прогулка продолжалась десять минут и привела к норке осьминога[65].

Не будучи биологом, Мэтт все же чувствовал, что обнаружил необычное место. Он запостил несколько снимков на сайте для специалистов по головоногим и просто интересующихся этими животными[66]. Там их увидела Кристина Хаффард, биолог. Она спросила меня, известно ли мне это место. Когда я прочел о находке Мэтта, я просто обомлел — и ведь это всего в нескольких часах езды от Сиднея! Во время очередной поездки в город я связался с ним и поехал к нему, чтобы лично встретиться.

Мэтт оказался большим любителем подводного плавания. В гараже у него собственный компрессор для воздуха, и он составляет там газовые смеси для аквалангов по собственным рецептам. Вскоре мы уже чапали на его лодочке к заветному месту в середине бухты, где он бросил якорь, и мы спустились вниз по якорному канату — вокруг не было ни души, не считая нескольких рыбешек.

Колония, которую мы с тех пор прозвали Октополисом, находится на глубине около 15 метров[67]. Ее почти невозможно разглядеть, пока не подплывешь поближе, а морское дно вокруг нее выглядит невзрачно. Там и сям встречаются гребешки, мелкими кучками или по отдельности, над песком колышутся водоросли различных видов. Мое первое погружение там, в холодной зимней воде, оказалось не слишком интересным. Мы обнаружили лишь четырех осьминогов, которые ничего особенного не делали. Но я понял, что это незаурядное место. Как и говорил Мэтт, там была куча гребешковых раковин метра два в поперечнике. Похоже, она накапливалась на протяжении многих лет. В середине ее торчал какой-то предмет, покрытый известковой коркой, вроде камня, сантиметров тридцать высотой, и под ним жил самый большой осьминог в колонии. Я сделал замеры и снимки и стал повторять визиты при всякой возможности. Вскоре мне довелось наблюдать и многочисленные толпы осьминогов, и их сложное поведение — все, что Мэтт увидел во время своего первого погружения.

Если бы у нас хватало воздуха и времени, мы бы наблюдали за ними до бесконечности. Когда колония активна, она завораживает. Осьминоги глазеют друг на друга из своих гнезд среди раковин. Время от времени они вылезают оттуда, гуляют по ракушечной куче или перебираются на песок. Иногда они проходят мимо соседей, не реагируя друг на друга, но порой осьминог вытягивает щупальце и тыкает им в другого. Другой в ответ тоже может вытянуть щупальце или даже два; иногда после этого они мирятся и расходятся каждый своей дорогой, а иногда следует борцовская схватка.

Первая фотография на следующей странице снята невдалеке от колонии — я привожу ее, чтобы дать вам представление об этих животных. Этот вид называется Octopus tetricus, средних размеров осьминог, обитающий только в Австралии и Новой Зеландии. Это довольно крупная особь: от морского дна до верхнего конца его тела более полуметра. Он заснят в момент, когда бросается на другого осьминога, справа от него.

Следующая сцена происходит непосредственно на куче раковин[68]. Осьминог слева набрасывается на правого, который вытянулся и готов пуститься в бегство.