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Oktopusse stolpern auf die gleiche Weise wie wir

2020

Gül Dölen und Eric Edsinger sind wahrscheinlich die einzigen Menschen auf der Welt, die gesehen haben, wie ein Oktopus eine schlechte Ekstase erlebt hat.

"Die ersten paar Tiere, die wir ausprobiert haben, haben wir ihnen viel zu viel gegeben", sagt Dölen, Neurowissenschaftler an der John Hopkins University, "weil ich dachte:" Nun, wenn es funktionieren soll, wird es wahrscheinlich Monster brauchen. " Dosen, um etwas zu sehen. "

Die Meister der Verkleidung ließen Farbwellen über ihre Arme laufen, wurden weiß und änderten ihre Atmungsmuster. Dölen und Edsinger, ein Meeresbiologe an der Universität von Chicago, vermuteten, dass die Ekstase - auch als MDMA bekannt - die Tiere überwältigte, und setzten die Dosis herab. Drei Testversuche später setzten sie ein Tausendstel des Originals als angemessenen Betrag fest. (Alle sieben an der Studie beteiligten Tiere sind jetzt im marinen biologischen Labor von Woods Hole, wo sie sich normal verhalten, sicher zu Hause, sagt Dölen).

Mehr als 500 Millionen Jahre Evolutionsgeschichte trennen diese marinen Außerirdischen von Menschen auf dem Evolutionsbaum, aber MDMA beginnt, bei ungefähr der gleichen Dosierung, Pfund für Pfund, auf unser Gehirn einzuwirken. Dieses Ergebnis allein war bezeichnend, aber Dölen und Edsinger mussten eine weitere Überraschung in Kauf nehmen und eine, die tiefgreifende Auswirkungen auf die Neurowissenschaften hat: Wir verhalten uns ähnlich, wenn wir high sind.

Mit drei Herzen, blauem Blut und Armen, die schwimmen, wenn sie durchtrennt sind (dort leben mehr Neuronen als in ihrem Gehirn), sind Oktopusse so bizarr, dass sich einige Wissenschaftler fragen, ob sie aus dem Weltall stammen (Spoiler-Alarm, haben sie nicht). Und genau diese Fremdheit zieht Dölen an.

"Octopus Gehirne sind viel ähnlicher wie eine Schnecke als bei uns organisiert", sagt sie. Insbesondere fehlt ihnen der zerknitterte Teil der Großhirnrinde, den Neurowissenschaftler für viele unserer fortgeschrittenen Fähigkeiten wie Sprache und Planung verantwortlich machen. Trotzdem zeigen Oktopusse viele scheinbar intelligente Verhaltensweisen - wie das Erkennen spezifischer Forscher und das Lösen von Rätseln -, die experimentelle Lieblinge wie Fruchtfliegen und Fadenwürmer beschämen.

Dölens Labor sucht nach Hirnstrukturen, die Menschen (und anderen Tieren) helfen, Kontakte zu knüpfen. In ihren Augen waren Kraken und MDMA die perfekte Kombination. Die achtarmigen Einsiedler interagieren nur selten mit ihrem eigenen Geschlecht, es sei denn, sie paaren sich, während die dominierende Frau die Anwesenheit des Mannes nur wenige Minuten lang toleriert, bevor sie ihn verjagt. Diese flüchtigen Momente der Harmonie deuteten darauf hin, dass die Tiere bei Bedarf miteinander auskommen können, und die Forscher fragten sich, ob MDMA - das beim Menschen bekanntermaßen den Benutzer zu euphorischem, selbstbewusstem und allgegenwärtigem Handeln verleitet - dies möglicherweise kann Schalten Sie diesen Schalter auch in Tintenfischen um. "Es gibt keine andere Verbindung, von der ich weiß, dass sie bei Menschen oder Mäusen so wirksam zu pro-sozialem Verhalten führt", sagt Dölen.

Da noch nie jemand darüber nachgedacht hatte, wie ein Tintenfisch auf Psychopharmaka reagiert, mussten D len und Edsinger das Experiment von Grund auf neu konzipieren. Sie ließen sich von ähnlichen Untersuchungen an Nagetieren inspirieren und stellten einen Drei-Kammer-Panzer auf, in dem die mittlere Kammer leer war, in der eine Kammer einen Tintenfisch in Käfigen hatte und in der anderen Kammer ein „neuartiges Objekt“ (ein Chewbacca oder Storm Trooper Star) stand Wars-Figur. Sie ließen jedes nüchterne Testobjekt 30 Minuten lang in den mittleren Tank fallen und maßen, wie viele Sekunden sie in den einzelnen Bereichen verbringen wollten. Dann versuchten sie es erneut, nachdem sie das Objekt 10 Minuten lang in einem Becher voller Ekstase eingeweicht hatten. Wasser, gefolgt von einer Spülung, um eine Kontamination zu vermeiden.

Selbst mit nur vier Versuchspersonen (die ersten drei hatten die Woche frei, um sich zu erholen) war der Unterschied stark. Nüchterne Kraken verbrachten die meiste Zeit damit, mit der Actionfigur abzuhängen, vielleicht weil sie sich in der Nähe der anderen Krake befanden, oder weil sie große George Lucas-Fans waren. Als sie sich in die »Sozialkammer« wagten, drängten sie sich in eine Ecke und streckten höchstens zögernd einen Arm nach dem Kopffüßer aus, der sich in ihrer Wohnung befand.

Das Hinzufügen von MDMA drehte dieses Verhalten um und verwandelte Mauerblümchen in soziale Schmetterlinge, die die meiste Zeit mit dem anderen Oktopus verbrachten. "Sie waren alle locker-goosey mit allen fünf Armen um den [Käfig], sagt Dgedlen. Anekdotisch erwähnt sie auch, dass sie viel Dummheit sah, wie Zeltformen mit ihren Körpern zu machen und dabei das zu tun, was wie Wasser aussah." akrobatik und lange zeit damit verbringen, einen luftstein im tank zu streicheln.

Solche spielerischen Verhaltensweisen sind laut David Scheel, einem Ökologen an der University of Alaska Pacific, der Hunderte von Stunden damit verbracht hat, Videos über Octopus-Interaktionen anzusehen, in der Natur nicht ungewöhnlich, aber er findet die Gesamtbotschaft der Studie tiefgreifend. Kraken sehen sich gegenseitig als "wichtige Akteure" in den Welten des jeweils anderen, so dass es eine Selbstverständlichkeit ist, dass ihr Gehirn einen sozialen Modus hat. "Das ist es, was Scheel wirklich so schön zeigt. Sie haben einen Mechanismus, der wahrscheinlich in den meisten Tintenfischen verborgen ist, aber er existiert im gesamten Tierreich."

Es ist ein wildes Ergebnis. Viele Medikamente haben nicht einmal von Mensch zu Mensch die gleichen Wirkungen, geschweige denn von Tier zu Tier. Wechseln Sie zu einem ganz anderen Zweig des Lebensbaums, und alle Wetten sollten abgeschlossen sein. Es gibt absolut keinen Grund zu der Annahme, dass Hundemedikamente bei Fischen oder Spinnenmedikamente bei Füchsen wirken. Doch irgendwie zieht Ekstase es sowohl für Menschen als auch für Kraken nach sich.

Der rote Faden scheint ein Molekül namens Serotonin zu sein. MDMA funktioniert zum Teil, indem es sich an die Pumpen im Gehirn klammert, die normalerweise frei schwebendes Serotonin aufsaugen und diese umkehren, wodurch das Gehirn mit einer großzügigen Dosis der glücklich machenden Chemikalie übergossen wird. Dieser Prozess macht Menschen und Mäuse äußerst freundlich, und diese Studie, die am Donnerstag in Current Biology veröffentlicht wurde, liefert den ersten Beweis dafür, dass sie etwas Ähnliches wie der spineless Octopus tut.

"Serotonin ist nicht nur ein großer Akteur im sozialen Verhalten, es ist auch schon sehr, sehr lange so, sagt Dölen. (Der letzte Vorfahr, den wir mit dem Oktopus teilten - eine Art Wurm - lebte vor Hunderten von Millionen von Jahren.) Sie und Edsinger analysierten auch das kürzlich sequenzierte Genom des kalifornischen Zwei-Punkte-Oktopus - der Spezies, die sie in ihrem Experiment verwendeten - und zeigten, dass es tatsächlich das Gen enthielt, das diese Serotoninpumpen erzeugt. Sie fanden analoge Gene in Fliegen, Würmern und anderen Mollusken (obwohl seltsamerweise nicht bei hypersozialen Insekten wie Ameisen und Bienen), die vermuten lassen, dass die Wirkung von Serotonin weitaus weiter verbreitet ist, als Neurowissenschaftler bisher angenommen hatten. Daher müssen künftige Studien zu sozialen Interaktionen die Rolle von Serotonin berücksichtigen, sagt Dölen .

Und sie ist bereit, das Feld der Verhaltensstudien für Kraken zu eröffnen, um mehr zu erfahren. Das Nationale Gesundheitsinstitut finanziert derzeit keine Experimente mit Tintenfischen, weil es sie laut Dölen nicht als Modellorganismen anerkennt. Die Einrichtung einer Reihe vertrauenswürdiger experimenteller Verfahren, wie sie bereits für Nagetiere existieren, könnte es für andere einfacher machen Forscher, ähnliche Experimente in der Zukunft durchzuführen.

„Um ein solches Feld aufzubauen, sind viele Labors erforderlich, die sich mit verschiedenen Problembereichen befassen“, sagt Dölen. "Dies ist eine Einladung an andere Leute, daran zu arbeiten."

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