Inktvis is (bijna) net zo slim als wij: de Einstein van de zee

Ze lijken wat soft tussen de oren, maar inktvissen zijn zo intelligent dat ze zich kunnen vervelen. Dankzij studies van transparante inktvisembryo’s hebben wetenschappers nu het basisrecept van de natuur voor intelligentie ontdekt.

Lichtgevende inktvis
© Shutterstock

Inktvissen kunnen niet alleen hun weg vinden door doolhoven en iets leren van andermans fouten, ze hebben ook zelfbeheersing.

Experimenten tonen aan dat een inktvis afziet van een reuzengarnaal die voor hem ligt, wanneer hij weet dat hij na twee minuten iets lekkerders – een brakwatersteurgarnaal! – zal krijgen.

Het vermogen om te begrijpen dat je je behoeftebevrediging kunt uitstellen als je daardoor iets beters krijgt, is een teken van een geavanceerde intelligentie zoals van chimpansees, kraaien en papegaaien.

Biologen hebben zich afgevraagd hoe een eenvoudig weekdier zo’n intelligentie kon ontwikkelen, maar nu is een groep onderzoekers van Harvard University een antwoord op het spoor.

Ze bestudeerden de manier waarop zenuwweefsel groeit in de transparante embryo’s van de inktvis – en keken daarvan op.

500 miljoen neuronen vormen de negen breinen van de inktvis.

Zenuwweefsel wordt op bijna dezelfde manier gevormd en georganiseerd als bij de mens.

Dit verklaart waarom inktvissen zulk complex gedrag vertonen, en bovendien brengt het wetenschappers dichter bij een antwoord op de vraag wat het basisrecept van de natuur voor intelligentie is.

Problemen vragen om een oplossing

Inktvissen zijn bijzondere weekdieren met circa 800 soorten in allerlei maten, van wezentjes van nog geen centimeter lang tot reusachtige beesten van wel 18 meter lang en bijna 500 kilo zwaar.

De diergroep ontstond tijdens de ‘Cambrische explosie’ 530 miljoen jaar terug, samen met de voorouders van alle andere grote diergroepen. De eerste inktvissen werden net als andere weekdieren beschermd door een harde buitenkant.

Toen andere zeedieren beter werden in het doorboren van de schaal, werd deze vervangen door een binnenskelet, en kon de inktvis beter vluchten.

Inktvis – de eerste soorten

De eerste inktvissen verschenen 530 miljoen jaar geleden en hadden een kalkschaal. Later verruilden ze die voor nieuwe manieren om zich te beschermen.

© Shutterstock

Het zware binnenskelet kromp 160-100 miljoen jaar geleden geleidelijk en maakte de weg vrij voor de zachte, skeletloze inktvissen die we nu kennen.

Na de transformatie waren inktvissen veel dynamischer en wendbaarder – zo kunnen sommige huidige soorten wel 40 km/h bereiken. Maar zonder hun schaal waren inktvissen ook kwetsbaarder, en dus ontwikkelden ze een aantal listige verdedigingsmechanismen.

Zo kregen de inktvissen een verfijnd zenuwstelsel, waarmee ze snel prikkels van de zintuigen kunnen verwerken en hun acht armen vol gevoelige zuignappen kunnen coördineren. Uit nieuwe studies blijkt dat die zuignappen bezaaid zijn met chemische receptoren, waardoor ze eten kunnen proeven door het aan te raken.

Met dit zenuwstelsel konden de inktvissen niet alleen van kleur, vorm en huidtextuur veranderen, ze begonnen ook tekenen van intelligentie te vertonen.

Meester in transformatie imiteert andere dieren

De mimic octopus is een meesterlijke imitator van het uiterlijk en de bewegingen van andere dieren. Zo imiteert hij:

Inktvis – platvis
© Shutterstock

Platvissen

Inktvis – lichtgevende kwal
© Shutterstock

Kwallen

Inktvis – leguaan
© Shutterstock

Leguanen

Inktvis – zeester
© Shutterstock

... en zeesterren

Veel inktvissen zijn bijna net zo slim als gewervelde dieren, zoals zoogdieren en vogels, en veel intelligenter dan andere weekdieren, zoals slakken en mosselen.

Naast een gedegen zelfbeheersing en geheugen kunnen inktvissen complexe taken oplossen, werktuigen gebruiken en leren van eigen en andermans ervaringen – eigenschappen die alleen voorkomen bij gewervelde dieren met grote hersenen. De intelligentie van een inktvis is zelfs zo groot dat hij verveeld raakt als hij niet voldoende intellectuele uitdaging krijgt.

Een inktvis heeft rond de 500 miljoen neuronen, bijna evenveel als honden en kleine primaten. De hersenen zijn echter heel anders georganiseerd.

Inktvis heeft negen hersenen

Inktvissen hebben veel zenuwcellen voor een weekdier. Die zijn verdeeld over negen hersenen en een uitgebreid visueel systeem, waarmee de octopus het meest intelligente dier zonder ruggengraat is.

Claus Lunau

1. Hoofdhersenen omgeven de slokdarm

Rondom de slokdarm liggen de centrale hersenen, die verdeeld zijn in 30 kwabben (wij hebben er maar 8) en bestaan uit 40-45 miljoen zenuwcellen. De centrale hersenen regelen het geheugen, leervermogen en probleemoplossend vermogen van het dier.

Claus Lunau

2. Gezichtscentrum zit vol zenuwen

Achter de camera-achtige ogen zitten een paar oogkwabben die visuele indrukken verwerken en de informatie doorgeven aan de centrale hersenen. Het visuele zenuwstelsel van de inktvis bestaat uit 120-180 miljoen zenuwcellen.

Claus Lunau

3. Armen hebben hun eigen hersenen

Elke tentakel heeft zijn eigen hersentjes. Tweederde van het totale aantal zenuwcellen bevindt zich in de armen, die los van het centrale brein functioneren en dienen voor het voelen van oppervlakken, het proeven van voedsel en de voortplanting.

Claus Lunau

Terwijl zoogdieren één centraal brein hebben dat signalen oppikt en verzendt, is bij de intvis slechts 10 procent van het brein centraal. De rest is verspreid over de tentakels en twee grote oogkwabben achter de ogen.

Het probleemoplossend vermogen en het hersenstelsel van de inktvis roepen vragen op – hoe kan een simpel weekdier zonder ruggengraat zo slim worden?

Hersenontwikkeling is verrassend

Op zoek naar het antwoord onderzochten wetenschappers van Harvard University in de VS hoe het visuele zenuwstelsel van octopussen zich ontwikkelt. De studie baarde opzien in de wetenschap, want het proces lijkt op dat van zoogdieren.

Met een hightech microscoop volgden de onderzoekers bijna live hoe zenuwweefsel in de transparante embryo’s van de inktvis Doryteuthis pealeii zich vormt.

Inktvis – foetussen

Microscoopbeelden van foetussen van de inktvis Doryteuthis pealeii tonen aan dat de inktvis neuronen in zijn ogen opbouwt zoals de mens dat doet.

© Kristen Koenig

Uit de beelden bleek dat stamcellen in het netvlies zijn omgevormd tot lange, dicht opeengepakte zenuwcellen die een epitheel vormen. De cellen in een epitheel liggen normaal netjes naast elkaar, maar in het netvlies van de inktvis verspringen de celkernen, zodat het lijkt alsof er meer lagen zijn. Het weefsel wordt daarom een pseudogestratificeerd epitheel genoemd.

De onderzoekers zagen dat celkernen die het DNA bevatten zowel voor als na de celdeling op en neer bewogen in de cellen.

Door de compactheid wordt het zenuwweefsel dikker en kan het visuele indrukken efficiënter verwerken.

Met name dankzij dit groeipatroon kunnen dieren met een ruggengraat grote en complexe zenuwstelsels ontwikkelen, maar tot verrassing van de onderzoekers groeit het zenuwstelsel van inktvissen dus op dezelfde manier.

Inktvis – oog
© Shutterstock

Inktvissen bouwen net als wij zenuwweefsel op

Dit is lang niet het enige punt waarop de ontwikkeling van het zenuwstelsel van inktvissen sterk lijkt op dat van de mens.

Een team van Belgische onderzoekers ontdekte dat nieuw gevormde zenuwcellen relatief lange afstanden afleggen om het inktvissenbrein op te bouwen, net als in de hersenen van mensen en andere zoogdieren. En ook daar houden de overeenkomsten nog niet op.

Inktvis heeft springende genen

In 2022 heeft een internationaal team van onderzoekers vastgelegd dat mensen hetzelfde speciale type genen bezitten.

De ‘springende genen’ of transposonen vormen 45-50 procent van het menselijk genoom. Deze genen kunnen zich op de chromosomen verplaatsen, wat een drijvende kracht achter ons geavanceerde zenuwstelsel is.

Bij de mens is een groep springende genen met de naam LINE vooral actief in de hippocampus van de hersenen, waar ze het leren en het geheugen regelen.

De onderzoekers ontdekten dat het inktvissengenoom ook vol springgenen zit en dat LINE-genen actief waren in de inktvissenversie van de hippocampus en dus betrokken zijn bij leren en geheugen.

In 2017 ontdekten onderzoekers uit Israël een ander genetisch mechanisme dat inktvissen slimmer maakt.

Vergeleken met andere weekdieren ‘redigeren’ inktvissen vaker het RNA in hun zenuwstelsel. RNA wordt gevormd uit een DNA-code, die vervolgens wordt vertaald in een eiwit. Normaal gesproken worden eiwitten standaard in de genen van een dier gecodeerd, maar door het RNA te bewerken kunnen inktvissen het aantal en de soorten eiwitten uitbreiden.

Volgens de onderzoekers is die RNA-­bewerking een belangrijke oorzaak van het complexe gedrag van het dier.

Intelligentie heeft een basisrecept

Al behoren mensen en inktvissen tot twee totaal andere diergroepen (we moeten 600 miljoen jaar teruggaan om een recente gezamenlijke voorouder te vinden), de geavanceerde intelligentie is in beide groepen onafhankelijk geëvolueerd.

Inktvis Book of Records

Inktvis Book of Records
© Shutterstock

De grootste

Twee reuzen delen de titel van ’s werelds grootste inktvis – en daarmee van grootste ongewervelde. De kolossale pijlinktvis is de zwaarste, met een gewicht tot 495 kilogram. De reuzeninktvis, Architeuthis dux, is de langste en kan meer dan 18 meter worden.

Inktvis Book of Records – giftig
© Shutterstock

De giftigste

Een beet van een blauwringinktvis is dodelijk. De beet bevat het zenuwgif tetrodotoxine, dat 1200 keer sterker is dan cyanide en ernstige verlamming veroorzaakt, ook van hart en longen. Voor een mens is 1 mg gif al dodelijk.

Inktvis Book of Records – dumbo
© NOAA Okeanos Explorer

De diepste

In 2020 werd een Dumbo-inktvis waargenomen op een diepte van 7000 meter in de Javatrog in de Indische Oceaan, waarmee het vorige record met 1800 meter werd overtroffen. Hoe de inktvis de extreme druk overleeft, is en blijft een raadsel.

Dit noemen we convergente evolutie, en omdat de ontwikkeling van het brein van inktvissen en zoogdieren een aantal kenmerken gemeen heeft, kan het een teken zijn dat intelligentie zich op een heel bijzondere manier ontplooit.

Het team van Harvard gaat nu na hoe verschillende neuronen zich gedragen in het centrale brein van de inktvis. Als de onderzoekers meerdere overeenkomsten vinden tussen diergroepen, zijn we op het spoor van de blauwdruk van de evolutie voor intelligentie.