Die beeindruckenden Gehirne und Hautanpassungen von Oktopussen und anderen Kopffüßern
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0:01 - 0:05Das ist ein merkwürdiges
und wunderbares Gehirn, -
0:05 - 0:12das die Idee vor alternativer Intelligenz
auf unserem Planet belebt. -
0:13 - 0:17Dieses Gehirn ist Teil
eines seltsamen Körpers -
0:18 - 0:22und es hat viele kleine Nebenhirne
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0:22 - 0:25verteilt im gesamten Körper.
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0:25 - 0:28Wie stark unterscheidet es sich
von dem des Menschen? -
0:28 - 0:30Es unterscheidet sich so stark,
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0:30 - 0:36dass meine Kollegen und ich kaum
seine Funktionsweise verstehen. -
0:36 - 0:38Aber auf alle Fälle
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0:39 - 0:43schafft dieses Gehirn faszinierende Dinge.
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0:44 - 0:46Zu wem gehört es also?
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0:47 - 0:50Tauchen Sie mit mir in den Ozean,
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0:50 - 0:52dem Ursprung des Lebens,
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0:52 - 0:55und lassen Sie es uns herausfinden!
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0:55 - 0:58Diese Aufnahme ist ganz unscheinbar.
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0:58 - 1:00Wir sind hinter einem Korallenriff
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1:00 - 1:04mit Felsen, viel Sand,
ein paar Fischen ... -
1:04 - 1:08und plötzlich blitzt der Oktopus weiß auf,
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1:08 - 1:10spritzt Tinte in mein Gesicht und flieht.
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1:10 - 1:12Beim langsamen Zurückspulen
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1:12 - 1:14erscheint der Augenring,
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1:14 - 1:16gefolgt von der Hautfärbung
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1:16 - 1:19und schlussendlich formt sich die Haut
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1:20 - 1:23der Umgebung als 3D-Tarnung an.
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1:24 - 1:30In der Haut sind 25 Millionen
„Chromatophor“ genannt Farborgane -
1:30 - 1:33und die Ausstülpungen sind „Papillen“ --
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1:33 - 1:36alle werden neuronal gesteuert
und ändern sich sekundenschnell. -
1:36 - 1:40Meiner Meinung nach ist dynamische Tarnung
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1:40 - 1:42eine Form von „Intelligenz“.
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1:43 - 1:45Die Komplexität der Haut
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1:45 - 1:49und ihre präzise Wandelbarkeit
sind umwerfend. -
1:49 - 1:51Was kann diese Haut alles?
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1:51 - 1:55Von der Tarnung abgesehen
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1:55 - 1:57gibt es viele Möglichkeiten:
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1:57 - 1:59Der Mimik-Oktopus ändert sein Muster
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2:00 - 2:01in Sekundenschnelle
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2:01 - 2:03zu Signalzwecken, nicht zur Tarnung.
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2:03 - 2:05Und die Änderung wird umgekehrt.
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2:05 - 2:08Dann gibt es auch noch den Breitarm-Sepia,
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2:08 - 2:12der Wolkenbänder imitiert und damit
vermutlich seine Beute hypnotisiert. -
2:12 - 2:16Und schließlich kann der Prachtsepia
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2:16 - 2:20jeden Moment seine Warnfarben zeigen.
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2:21 - 2:27In diesen Beispielen sehen wir
einen kontinuierlichen Übergang -
2:27 - 2:30zwischen Signal- und Tarnmechanismen.
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2:30 - 2:33Das erfordert große Körperbeherrschung.
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2:33 - 2:37Nun, genau das können Gehirne gut.
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2:37 - 2:41Das Oktopusgehirn hat 35 Lappen
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2:41 - 2:43und 80 Millionen graue Zellen.
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2:44 - 2:46Obgleich dieser interessanten Fakten
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2:46 - 2:48ist die Haut das eigentlich Besondere,
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2:48 - 2:53denn sie ist von Neuronen durchzogen --
hier in Gelb dargestellt. -
2:53 - 2:56In der Haut sitzen 300 Millionen Neuronen
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2:56 - 2:58dagegen nur 80 Millionen im Gehirn --
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2:58 - 2:59das Vierfache.
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2:59 - 3:05Zu jedem der 8 Arme gehört ein Nebenhirn,
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3:05 - 3:08welches als Rückenmark der Arme fungiert.
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3:08 - 3:12Dieses Nervensystem ist sehr ungewöhnlich.
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3:12 - 3:14Wozu ist dieses Gehirn gut?
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3:14 - 3:19Es muss die großen Gehirne
seiner Fressfeinde überlisten, -
3:19 - 3:22dazu gehören Schweinswale, Robben,
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3:22 - 3:24Barrakudas und Hechte
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3:24 - 3:26und sogar Menschen.
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3:26 - 3:31Das Oktopusgehirn muss entscheiden
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3:31 - 3:32und ist darin sehr gut.
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3:32 - 3:36Hier sehen wir einen
umherschwimmenden Oktopus, -
3:36 - 3:39der plötzlich anhält
und sich perfekt anpasst. -
3:40 - 3:41Das ist wunderschön,
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3:41 - 3:44denn diese Tiere müssen in freier Wildbahn
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3:44 - 3:48auf einem Beutezug von zwei Stunden
über hundertmal ihre Tarnung wechseln. -
3:48 - 3:50Und das ganze zweimal am Tag.
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3:50 - 3:51Entscheidungsfähigkeit.
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3:51 - 3:56Ebenso gehört die Navigation zur Aufgabe.
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3:56 - 3:58Wir können die Tarnung testen,
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3:58 - 4:00indem wird einem Tintenfisch
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4:00 - 4:02anstelle eines neutralen Untergrunds
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4:02 - 4:03auf ein Schachbrett setzen.
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4:03 - 4:06Selbst bei solch komischen Mustern
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4:06 - 4:09versucht er, den Untergrund zu imitieren.
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4:10 - 4:13Auch andere kognitive
Fähigkeiten sind wichtig. -
4:13 - 4:16Tintenfische sind auf andere Weise klug.
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4:16 - 4:21Sie haben ein extrem komplexes,
aber auch interessantes Sexleben. -
4:21 - 4:26Sie kämpfen, flirten, machen den Hof,
bekämpfen Konkurrenten -
4:26 - 4:28und täuschen.
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4:28 - 4:30Kommt Ihnen das bekannt vor?
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4:30 - 4:31(Lachen)
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4:31 - 4:32Es ist wirklich erstaunlich,
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4:32 - 4:35dass diese Tiere solches Verhalten
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4:35 - 4:37intuitiv ausprägen.
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4:37 - 4:39Hier sind Männchen und Weibchen.
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4:39 - 4:41Das Männchen hat andere Bewerber besiegt
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4:41 - 4:43und das Weibchen gewonnen.
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4:43 - 4:45Es hat nun ein geteiltes Muster:
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4:45 - 4:47Werben und Lieben einerseits
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4:47 - 4:49und Kämpfen andererseits.
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4:49 - 4:51Wenn sie die Seiten wechselt
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4:51 - 4:52(Lachen)
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4:52 - 4:56wechselt er schnell das Werbungsmuster
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4:56 - 4:57auf die Seite des Weibchens.
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4:58 - 5:00Dieses geteilte Muster
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5:00 - 5:03in Abhängigkeit vom Verhaltenskontext
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5:03 - 5:04ist außergewöhnlich.
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5:04 - 5:06Es erfordert viel Denkleistung.
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5:06 - 5:08Man könnte das auch
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5:08 - 5:12als einen 50 Millionen Jahre alten Beweis
des männlichen Doppelgesichts ansehen. -
5:12 - 5:16(Lachen)
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5:17 - 5:19Lassen wir das mal so stehen.
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5:19 - 5:20(Lachen)
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5:20 - 5:23Ein Oktopus im Korallenriff hat es schwer,
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5:23 - 5:26da er sich viel bewegt und
dann seine Höhle finden muss. -
5:26 - 5:28Dennoch ist das kein Problem.
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5:28 - 5:30Mit Kurz- und Langzeitgedächtnis
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5:30 - 5:32lernen sie ab drei bis fünf Versuchen.
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5:32 - 5:33Es ist ein gutes Gehirn.
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5:33 - 5:36Das räumliche Gedächtnis ist
auch außergewöhnlich gut. -
5:36 - 5:39Sie finden nach dem Beutezug immer
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5:39 - 5:41schnurstracks zur Höhle.
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5:41 - 5:44Die beobachtenden Taucher
sind orientierungslos, -
5:44 - 5:48doch die Oktopusse finden
mit exzellentem Gedächtnis immer zurück. -
5:48 - 5:50Die kognitiven Fähigkeiten
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5:50 - 5:53bemerkt man bei
diesem schlafenden Tintenfisch. -
5:53 - 5:55Besonders auf dem rechten Bild
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5:55 - 5:58ist heftiges Augenzucken
wie beim Träumen zu sehen, -
5:58 - 6:01was wir nur von Säugetieren
und Vögeln kannten. -
6:01 - 6:05Man erkennt den Farbwechsel der Haut,
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6:05 - 6:08der häufig beim REM-Schlafen auftritt.
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6:08 - 6:11Das Wachverhalten sieht ganz anders aus.
-
6:11 - 6:15Beim Träumen wird
das Gedächtnis konsolidiert. -
6:15 - 6:18Das ist vermutlich auch
beim Tintenfisch der Fall. -
6:19 - 6:21Eine andere unerwartete Gedächtnisform
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6:21 - 6:23ist das episodische Gedächtnis.
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6:23 - 6:28Es ist beim Menschen
erst nach vier Jahren ausgebildet -
6:28 - 6:31und beinhaltet bestimmte Ereignisse,
-
6:31 - 6:33deren Orte und Zeitpunkte.
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6:33 - 6:36Die Zeit ist besonders anspruchsvoll.
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6:37 - 6:40Kinder können das mit vier Jahren leisten.
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6:40 - 6:41Aber aufgepasst:
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6:41 - 6:44Der schlaue Tintenfisch kann das auch.
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6:44 - 6:47Wir bewiesen das letzten Sommer
in einem Experiment, -
6:47 - 6:53indem wir Tintenfischen zeitabhängig
verschiedene Nahrung gaben -
6:53 - 7:01und sie diese Nahrung mit Ort
und Zeit verknüpfen mussten. -
7:01 - 7:05Sie mussten ihre Beutesuche dann
nach der Verfügbarkeit -
7:05 - 7:07jeder Nahrungssorte koordinieren.
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7:08 - 7:09Klingt kompliziert?
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7:09 - 7:12Ich habe es selbst kaum verstanden.
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7:12 - 7:16Das ist schwierige kognitive Aufgabe.
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7:17 - 7:21Wenn wir gerade von Gehirnen
und der Evolution sprechen, -
7:21 - 7:24sieht man rechts den Entwicklungspfad
der Wirbeltiergehirne. -
7:25 - 7:26Wir alle haben gute Gehirne,
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7:26 - 7:28dem wird jeder zustimmen.
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7:28 - 7:29Doch auf der linken Seite
-
7:29 - 7:34hat sich der Pfad zum Oktopus
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7:34 - 7:38auch zu einer komplexen sozialen Spezies
-
7:38 - 7:40und einer Form von Intelligenz entwickelt.
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7:40 - 7:44Unser jüngster gemeinsamer Vorfahre
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7:44 - 7:46lebte vor 600 Millionen Jahren
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7:46 - 7:48und war ein kleiner Wurm
mit wenigen Neuronen. -
7:48 - 7:51Wir entwickelten uns unterschiedlich,
-
7:51 - 7:53haben aber beide nun komplexes Verhalten.
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7:54 - 7:57Da stellt sich eine fundamentale Frage:
-
7:57 - 8:00Unterscheidet sich das Oktopusgehirn
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8:00 - 8:02bis in die kleinste Struktur
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8:02 - 8:04von der Wirbeltierlinie?
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8:04 - 8:06Wir kennen die Antwort nicht --
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8:06 - 8:09sollte sie allerdings „ja“ lauten,
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8:09 - 8:14gibt es auf diesem Planeten noch
einen weiteren Pfad zur Intelligenz, -
8:14 - 8:17der auch für künstliche Intelligenz
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8:17 - 8:20interessant sein könnte.
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8:21 - 8:24Sehen wir uns die Genetik an.
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8:24 - 8:27Wir haben ein Genom, die DNA,
-
8:27 - 8:29aus der DNA wird RNA transkribiert,
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8:29 - 8:33RNA wird in Proteine übersetzt
und so entstehen wir. -
8:33 - 8:36Bei den Kopffüßern ist das anders.
-
8:36 - 8:39Sie haben große Genome mit viel DNA,
-
8:39 - 8:41diese wird in RNA transkribiert,
-
8:41 - 8:43doch nun geschieht etwas ganz anderes.
-
8:43 - 8:46Sie verarbeiten ihre RNA enorm schnell --
-
8:46 - 8:51hundertmal schneller als Menschen
oder andere Tiere -- -
8:51 - 8:54und produzieren Unmengen an Proteinen.
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8:54 - 8:56Und wozu dienen sie vor allem?
-
8:56 - 8:57Für das Nervensystem.
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8:57 - 9:01Das ist vielleicht eine unübliche Methode
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9:01 - 9:05zur Ausbildung von Verhaltensplastizität.
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9:05 - 9:08Das ist jedoch alles nur Vermutung.
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9:09 - 9:11Ich möchte Ihnen meine Erfahrungen
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9:11 - 9:15und die Einblicke meiner Kollegen
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9:15 - 9:18beim Erforschen dieser Tiere näherbringen.
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9:18 - 9:21Beim Tauchen ist unsere Zeit begrenzt
-
9:21 - 9:24und daher müssen wir effizient vorgehen.
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9:24 - 9:26Das Einfühlen in die Unterwasserwelt
-
9:26 - 9:29hilft unserem Verständnis dieser Tiere.
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9:30 - 9:34Es ist eine fantastische Erfahrung,
-
9:34 - 9:37Unterwasser eine Kommunikation
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9:37 - 9:40zwischen Oktopus und Taucher aufzubauen.
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9:40 - 9:43Dann erst sieht man das Tier als denkendes
-
9:43 - 9:46und neugieriges Lebewesen an.
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9:46 - 9:49Das inspiriert mich unendlich.
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9:49 - 9:52Blicken wir zur intelligenten Haut zurück.
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9:52 - 9:55Hier sehen sie einen Tintenfisch
mit Tarnmuster. -
9:55 - 9:58In Nahaufnahme sehen wir
die Pigmente und Reflektoren. -
9:58 - 10:01Das sind sich schnell öffnende
und schließende Chromatophore. -
10:01 - 10:03Die nächste Hautschicht
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10:03 - 10:05ist sehr interessant.
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10:05 - 10:07Die Chromatophore sind geschlossen
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10:07 - 10:10und das magische Irisieren erscheint.
-
10:10 - 10:12Sie ist auch neuronal gesteuert
-
10:12 - 10:20und so verursachen Pigmente und Irisieren
gemeinsam die Hautfärbung -
10:20 - 10:22des hier gezeigten Tintenfisches --
-
10:22 - 10:25ebenso sein zauberhaftes, blasses Erröten.
-
10:26 - 10:30Wie können wir diese Erkenntnisse nutzen?
-
10:30 - 10:32Ich erwähnte die Papillen.
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10:32 - 10:35Hier ist ein riesiger Tintenfisch
aus Australien. -
10:35 - 10:37Er hat eine glatte Haut
und ein auffälliges Muster. -
10:37 - 10:41Ich habe eine Serie von fünf Bildern
mit einer Sekunde Abstand aufgenommen. -
10:41 - 10:46Sehen Sie sich die Gestaltwandlung an:
eins, zwei, drei, vier, fünf -- -
10:46 - 10:48und nun ist er eine Alge.
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10:48 - 10:50In der Retrospektive
-
10:50 - 10:53sind Glätte und Auffälligkeit wieder da.
-
10:53 - 10:55Das ist herrliche, wandelbare Haut.
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10:55 - 10:58Hier sehen Sie es im Detail.
-
10:58 - 11:01Jetzt fährt er seine Papillen aus.
-
11:01 - 11:06Noch näher erkennt man
die einzelnen Papillen. -
11:06 - 11:08Auch darauf sind weitere Falten
-
11:08 - 11:10und somit sitzen die Papillen aufeinander.
-
11:10 - 11:16Jede einzelne Spezies hat Papillen
in dutzend Formen und Größen -
11:16 - 11:20zur Erzeugung einer präzisen,
neuronal gesteuerten Tarnung. -
11:23 - 11:26Meine Ingenieurskollegen
an der Cornell-Universität -
11:26 - 11:29verfolgten unsere Arbeit und meinten:
„Wir können das herstellen.“ -
11:29 - 11:31In der Industrie
-
11:31 - 11:33sind leichte, formgesteuerte Materialien
-
11:33 - 11:35extrem selten.
-
11:35 - 11:37Also arbeiteten wir gemeinsam
-
11:37 - 11:41und konstruierten künstliche Papillen --
-
11:41 - 11:42hier gezeigt.
-
11:42 - 11:45Sie nehmen verschiedene Formen an,
-
11:45 - 11:50sind aber dennoch etwas biegsam.
-
11:50 - 11:53Diese Prototypen sind eine Anwendung.
-
11:53 - 11:58Doch auch das Färben von Stoffen
-
11:58 - 12:01könnte von unseren Einsichten profitieren.
-
12:01 - 12:03Sehen Sie dieses Kaleidoskop an Farben
-
12:04 - 12:06aus dynamisch gesteuerten
Pigmenten und Reflektoren -
12:06 - 12:08in der Haut von Kopffüßern.
-
12:08 - 12:12Unser Wissen um den Mechanismus genügt,
-
12:12 - 12:14um solche Fertigkeiten
-
12:14 - 12:16nicht nur in Tüchern,
-
12:16 - 12:19sondern auch in wandelbaren
Kosmetika einzusetzen. -
12:19 - 12:22Zusätzlich wurden kürzlich
lichtempfindliche Moleküle -
12:22 - 12:26in der Oktopushaut gefunden,
-
12:26 - 12:29was einen Weg zu intelligentem Material,
-
12:29 - 12:33das spüren und reagieren kann, eröffnet.
-
12:34 - 12:40Diese Form der Biotechnologie
oder Biomimikry -
12:40 - 12:42ändert auch unseren Blick auf die Welt.
-
12:43 - 12:45Zu Beispiel könnte künstliche Intelligenz
-
12:45 - 12:49das im Körper verteilte Gehirn nutzten
-
12:49 - 12:51und die Farbfähigkeiten
-
12:51 - 12:53oder die intelligente Haut
der Tintenfische -
12:53 - 12:57um ihren Weg in
die innovative Mode zu finden. -
13:00 - 13:02Wie erreichen wir das?
-
13:02 - 13:04Vielleich können wir alle
-
13:04 - 13:07ein wenig intelligenter
-
13:07 - 13:09über die Intelligenz
von Kopffüßern urteilen. -
13:10 - 13:11Danke.
-
13:11 - 13:15(Applaus)
- Title:
- Die beeindruckenden Gehirne und Hautanpassungen von Oktopussen und anderen Kopffüßern
- Speaker:
- Roger Hanlon
- Description:
-
Oktopusse, Tintenfische und Sepien haben als Vertreter der Klasse der Kopffüßer sehr seltsame, riesige und weitverteilte Gehirne. Was kann diese Denkkapazität vollbringen? Tauchen Sie mit dem Meeresbiologen Roger Hanlon in die Unterwasserwelt der Kopffüßer ein und lassen Sie sich von ihrer sich blitzschnell färbenden Haut begeistern. Diese intelligente Haut und die Kunstfertigkeit der Tarnfärbungen könnten Beweise für eine alternative Form der Intelligenz sein, die uns in den Bereichen von KI, Polymeren, Kosmetika und weiteren neue Durchbrüche verschaffen könnte.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:30
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