Inteligence rozptýlená po celém těle
Chobotnice nemají „mozek v každém chapadle“ v doslovném smyslu. Jejich nervová soustava je však natolik rozptýlená, že toto zjednodušení vystihuje část skutečnosti. Centrální mozek je uložený kolem jícnu a obklopuje ho prstenec nervové tkáně. Z něj vybíhají nervy do osmi chapadel, která obsahují rozsáhlé shluky neuronů a dokážou zpracovávat řadu podnětů bez neustálých pokynů z centra.
U chobotnice pobřežní, známé také jako chobotnice obecná (Octopus vulgaris), se počet neuronů odhaduje přibližně na 500 milionů. Zhruba dvě třetiny z nich se nacházejí mimo centrální mozek, především v chapadlech a dalších částech těla. Pro srovnání: jde o řádově podobný počet jako u některých menších savců, například psa. Samotný počet neuronů ale inteligenci nevysvětluje. Důležitá je také jejich organizace a způsob, jakým nervová soustava informace využívá.
Každé chapadlo má vlastní nervové uzliny, smyslové buňky a přísavky schopné reagovat na dotek i chemické látky. Chobotnice tak může jedním chapadlem prohledávat štěrbinu, jiným uchopit potravu a dalšími současně měnit polohu těla. Chapadla se navíc pohybují velmi pružně, protože neobsahují kosti ani klouby. Centrální mozek proto nemusí řídit každý jednotlivý sval. Spíše určuje záměr a periferní nervová soustava koordinuje jeho provedení.
Tři srdce, modrá krev a náročný pohyb
Neobvyklá stavba těla souvisí i s dýcháním a pohybem. Chobotnice mají dvě žaberní srdce, která pumpují krev přes žábry, a jedno systémové srdce, jež ji rozvádí do zbytku těla. Krev je modrá kvůli hemocyaninu – bílkovině obsahující měď, která přenáší kyslík. Hemocyanin funguje účinněji než hemoglobin při nízkých teplotách, zároveň je však méně efektivní v teplejší vodě s menším množstvím kyslíku.
Stavba oběhové soustavy pomáhá vysvětlit, proč chobotnice často dávají přednost plazení po dně před dlouhým plaváním. Při plavání proudí voda přes tělo pomocí svalnatého pláště a systémové srdce se dočasně zpomaluje. Tento mechanismus je energeticky náročný. Chobotnice proto využívají tryskový pohon hlavně v krátkých úsecích, například při útěku před predátorem.
Významnou část jejich životního úspěchu představuje také schopnost měnit vzhled. V kůži mají chromatofory, iridofory a leukofory, tedy buňky a struktury, které vytvářejí barevné, lesklé či světlé a tmavé vzory. Některé druhy dokážou během okamžiku napodobit okolní skálu, písek nebo korál. Změna přitom není jen pasivní maskování. Vědci ji spojují také s komunikací, varováním a reakcemi na stres.
Co dokážou řešit v laboratoři
Výzkum inteligence chobotnic se opírá o pokusy s potravou, překážkami a novými předměty. V jednom z klasických experimentů se chobotnice učily otevírat nádobky nebo procházet jednoduchým bludištěm. Zvířata si postup opakovaně zlepšovala a některá dokázala problém vyřešit bez dlouhého náhodného zkoušení.
Známé jsou také pokusy s takzvanými puzzle boxy. Chobotnice se musí dostat k potravě přes víko, posuvnou část nebo mechanismus, který vyžaduje více kroků. U některých jedinců se objevuje rychlé pochopení principu, jiní zkoušejí dlouhou dobu různé možnosti. Právě rozdíly mezi jednotlivými zvířaty vědce zaujaly: chobotnice nevykazují jednotný „program“, ale odlišné preference, míru zvídavosti i vytrvalost.
Jedním z nejpřekvapivějších příkladů je používání předmětů jako úkrytů. Chobotnice žilnatá (Amphioctopus marginatus), známá jako chobotnice kokosová, byla pozorována, jak přenáší poloviny kokosových skořápek a později je používá jako ochranu před predátory. Pozorování pocházejí z Indonésie a dalších oblastí Indo-Pacifiku. Vědci tento jev označují za jeden z nejpřesvědčivějších případů používání nástroje u bezobratlého živočicha. Přenášení skořápky je přitom pro chobotnici dočasně nevýhodné, protože se při pohybu stává nápadnější a méně obratnou.
Schopnost učit se není omezena na potravu. Chobotnice se mohou naučit rozlišovat tvary, světelné signály nebo konkrétní osoby, které o ně pečují. Některá laboratorní zvířata reagují na různé lidi odlišně, například stříkáním vody nebo změnou zbarvení. Neznamená to automaticky, že člověka chápou stejným způsobem jako primáti, ale ukazuje to na dobrou paměť a citlivost k opakujícím se podnětům.
Spánek, hra a různé povahy
Chobotnice mají období klidu, které podle vědců připomíná spánek. Výzkum publikovaný v posledních letech rozlišil u některých druhů dvě fáze: klidný spánek a aktivní spánek, během něhož se mění barvy a vzory na kůži, pohyby očí i svalová aktivita. Tyto projevy mohou připomínat fázi REM známou u savců, jisté však není, zda chobotnice skutečně sní stejným způsobem.
Vědci pozorovali také chování, které lze popsat jako hru. Chobotnice někdy opakovaně posouvají plovoucí předměty proudem vody nebo s nimi manipulují bez zjevného vztahu k potravě či úniku. Podobné projevy se objevily v akváriích i laboratorních podmínkách. Interpretace ale zůstává opatrná: stejný pohyb může být zábavou, průzkumem, reakcí na proudění nebo způsobem, jak si zvíře udržuje pozornost.
Výrazná individualita souvisí i s prostředím, v němž chobotnice žijí. Většina druhů je samotářská a setkání s jinými jedinci může být soupeřením o potravu nebo prostorem. Chobotnice tak nemají rozsáhlou sociální strukturu, jakou známe u opic, delfínů či slonů. Jejich inteligence se vyvíjela především pro samostatné hledání potravy, skrývání, lov a rychlé rozhodování v proměnlivém prostředí.
Proč je jejich výzkum důležitý pro vědu
Chobotnice představují mimořádný příklad inteligence, která vznikla nezávisle na obratlovcích. Jejich evoluční linie se od linie savců oddělila před více než 500 miliony let. Přesto obě skupiny vyvinuly schopnosti jako učení, paměť, orientace v prostoru a flexibilní řešení problémů. Vědci proto zkoumají, zda mohou podobné schopnosti vzniknout různými biologickými cestami.
Jejich nervová soustava zajímá také odborníky na robotiku a umělou inteligenci. Měkká chapadla se mohou ohýbat v mnoha směrech, přizpůsobit se tvaru předmětu a manipulovat s objekty bez pevné kostry. Výzkumné týmy podle tohoto principu vyvíjejí takzvané měkké roboty, které by mohly pracovat v prostředí, kde hrozí poškození běžných mechanických ramen – například pod vodou nebo při manipulaci s křehkými předměty.
Výzkum zároveň otevírá etické otázky. Evropská legislativa od roku 2013 zahrnuje hlavonožce mezi živočichy, na něž se vztahují pravidla ochrany při vědeckých pokusech. Důvodem je rostoucí množství důkazů o jejich schopnosti vnímat bolest, stres a nepříznivé podmínky. Laboratoře proto musí zvažovat velikost nádrží, možnosti úkrytu, způsob manipulace i to, zda je daný experiment skutečně nezbytný.
Chobotnice tak vědce fascinují nejen tím, že mají tři srdce a krev zbarvenou do modra. Důležitější je jejich neobvyklé spojení samostatně pracujících chapadel, učenlivosti, paměti a schopnosti přizpůsobit se situaci. Každé nové pozorování přitom ukazuje, že inteligence nemusí mít jedinou podobu ani být spojená s páteří, společenským životem a velkým mozkem uloženým na jednom místě.