لماذا يملك الأخطبوط 3 قلوب و9 أدمغة؟ أسرار التشريح والذكاء اللامركزي

يمتلك الأخطبوط ثلاثة قلوب تعمل بتناغم دقيق: قلب جهازي مركزي (Systemic Heart) يضخ الدم إلى الجسم، وقلبان خيشوميان (Branchial Hearts) يدفعان الدم عبر الخياشيم للتأكسج. كذلك يحتوي جهازه العصبي على تسعة مراكز للتحكم؛ إذ يضم دماغاً مركزياً حول المريء وثماني عقد عصبية مستقلة في كل ذراع. هذا التصميم يجعل تشريح الأخطبوط وقلوبه الثلاثة نموذجاً فريداً في عالم الأحياء.

هل تساءلت يوماً عن معنى أن تفكر بيدك قبل أن يصل الأمر إلى رأسك؟ تخيل أنك تمد ذراعك لتلتقط كوباً من الماء، لكن ذراعك تقرر وحدها كيف تمسك به وبأي زاوية تدوره دون أن تنتظر إشارة من دماغك. هذا بالضبط ما يحدث مع الأخطبوط. إن فهمك لبيولوجيا هذا الكائن سيغير تماماً نظرتك لمفهوم “الذكاء” و”الوعي”؛ فالدماغ المركزي ليس دائماً القائد الأوحد لاتخاذ القرارات. ذكاء الأخطبوط وأدمغته التسعة يمثلان نظاماً موزعاً يتحدى كل ما نعرفه عن الإدراك الحيواني.

كيف تعمل القلوب الثلاثة معاً في جسم الأخطبوط؟

لنفهم آلية عمل هذه القلوب، يجب أن نتتبع رحلة الدم داخل جسم هذا الكائن المذهل. يبدأ الدم غير المؤكسج رحلته من أنسجة الجسم متجهاً نحو القلبين الخيشوميين الموجودين عند قاعدة كل خيشوم. هذان القلبان العضليان يضخان الدم بقوة عبر الشعيرات الدموية الدقيقة داخل الخياشيم، حيث يتم تبادل ثاني أكسيد الكربون بالأكسجين المذاب في الماء.

بعد التأكسج، ينتقل الدم إلى القلب الجهازي المركزي الأكبر حجماً، والذي يتولى مسؤولية ضخه بقوة إلى جميع أنحاء الجسم. يتميز هذا القلب بثلاث حجرات تعمل بتتابع منظم لضمان تدفق مستمر. لكن الأمر المثير حقاً هو ما يحدث عندما يسبح الأخطبوط.

اقرأ أيضاً: علم وظائف الأعضاء (Physiology): استكشاف آليات الحياة

لماذا يملك الأخطبوط ثلاثة قلوب بدلاً من قلب واحد؟

السبب يكمن في طبيعة دمه الفريدة. يعتمد الأخطبوط على الهيموسيانين (Hemocyanin) بدلاً من الهيموجلوبين لنقل الأكسجين. هذا البروتين يحتوي على النحاس بدلاً من الحديد، مما يمنح الدم لونه الأزرق المميز. لكن كفاءة الهيموسيانين في نقل الأكسجين أقل بنسبة 25% تقريباً مقارنة بالهيموجلوبين.

لتعويض هذا النقص، يحتاج الأخطبوط إلى نظام ضخ أكثر قوة. القلبان الخيشوميان يعملان كمضخات إضافية تضمن مرور الدم ببطء كافٍ عبر الخياشيم لالتقاط أكبر قدر من الأكسجين.

اقرأ أيضاً: علم التشريح (Anatomy): دراسة بنية الكائنات الحية

كيف يعمل دماغ الأخطبوط في كل ذراع؟

هنا يصبح الأمر أكثر إثارة. يمتلك الأخطبوط نحو 500 مليون خلية عصبية، وهو عدد يفوق ما لدى معظم اللافقاريات بمراحل. الأمر المدهش أن ثلثي هذه الخلايا تقريباً (حوالي 350 مليون) موجودة في الأذرع الثمانية وليس في الدماغ المركزي!

كل ذراع يحتوي على عقدة عصبية ضخمة (Ganglion) تعمل كدماغ مصغر مستقل. هذه العقد قادرة على:

• استقبال المعلومات الحسية من الممصات ومعالجتها محلياً
• اتخاذ قرارات فورية للحركة والإمساك بالفريسة
• التنسيق مع الأذرع المجاورة دون الحاجة لإشارة من الدماغ المركزي
• الاستجابة للألم والخطر بردود فعل انعكاسية سريعة

المثال التطبيقي: تخيل أنك تطبخ في مطبخك وتريد التقاط ملعقة ساخنة. يدك تلمسها، ترسل إشارة إلى دماغك، دماغك يقرر سحب اليد، ثم يرسل الأمر لعضلات يدك. هذه الرحلة تستغرق أجزاء من الثانية لكنها تمر عبر المركز.

في المقابل، عندما تلامس ذراع الأخطبوط سرطاناً صغيراً في شق صخري مظلم، تقرر العقدة العصبية في تلك الذراع فوراً: “هذا طعام، أمسكه الآن!” تلتف الممصات، تشد الفريسة، وتبدأ بنقلها نحو الفم. كل هذا يحدث قبل أن “يعرف” الدماغ المركزي ماذا يجري. الدماغ يتلقى تقريراً لاحقاً فقط!

هذا النظام اللامركزي يشبه شركة ضخمة يملك فيها كل مدير فرع صلاحيات كاملة لاتخاذ القرارات اليومية، بينما يركز المدير العام على التخطيط الشامل.

اقرأ أيضاً: علم الأحياء (Biology): استكشاف الحياة والكائنات الحية

ما علاقة ذكاء الأخطبوط بقدرته على التمويه؟

يمتلك الأخطبوط ملايين الخلايا الصبغية المتخصصة (Chromatophores) المنتشرة في جلده. كل خلية منها عبارة عن كيس مرن يحتوي على صبغة ملونة، محاط بعضلات دقيقة متصلة مباشرة بالجهاز العصبي.

عندما يريد الأخطبوط تغيير لونه، ترسل الأعصاب إشارات لهذه العضلات فتتمدد الخلايا الصبغية أو تنكمش في أجزاء من الثانية. النتيجة؟ تحول لوني كامل يحاكي البيئة المحيطة بدقة مذهلة.

لكن الأمر الأكثر غرابة هو أن الأخطبوط أعمى الألوان! يمتلك نوعاً واحداً فقط من المستقبلات الضوئية في عينيه. كيف إذن يحاكي ألواناً لا يراها؟ أثبتت دراسة نشرت في دورية Proceedings of the National Academy of Sciences عام 2020 أن خلايا جلد الأخطبوط تحتوي على بروتينات حساسة للضوء تعمل كـ”عيون صغيرة” منتشرة في أنحاء الجسم، تستقبل الضوء وتساعد في ضبط التمويه اللوني محلياً.

اقرأ أيضاً: سر قدرة الحرباء على تغيير لونها: كيف تعمل هذه الآلية المذهلة؟

هل يموت الأخطبوط بعد التزاوج؟

نعم، وهذه من أكثر الحقائق مأساوية في عالم الأحياء البحرية. بعد التزاوج، تضع الأنثى بيضها في مكان آمن وتكرس حياتها بالكامل لحراسته. تتوقف عن الأكل تماماً لأسابيع أو أشهر، تنظف البيض باستمرار، وتوجه تيارات الماء نحوه لتوفير الأكسجين.

خلال هذه الفترة، تفرز غدة خاصة خلف عينيها هرمونات تُسرّع شيخوختها وتدمر جهازها الهضمي. بعد فقس البيض بوقت قصير، تموت الأم منهكة. الذكر أيضاً يعاني مصيراً مشابهاً؛ فبعد التزاوج تبدأ أجهزته الحيوية بالتدهور السريع.

ما الذي يجعل الأخطبوط من أذكى اللافقاريات؟

ذكاء اللافقاريات وقدرتها على حل المشكلات يتجلى بوضوح في سلوك الأخطبوط. أظهرت تجارب معملية متعددة قدرات مذهلة تشمل:

• فتح أوعية محكمة الإغلاق للوصول إلى الطعام
• التعرف على الأشخاص وتمييز المُجرّبين اللطفاء من القساة
• استخدام الأدوات (نصف قشرة جوز الهند كملجأ متنقل)
• التعلم بالملاحظة من مشاهدة أخطبوطات أخرى
• الهروب من الأحواض عبر فتحات ضيقة جداً

في عام 2021، نشرت دراسة في دورية Science صدمت المجتمع العلمي: الأخطبوط يستطيع تعديل الحمض النووي الريبي (RNA) في خلاياه العصبية بمعدلات أعلى بكثير من أي كائن آخر معروف. هذا يعني أنه يستطيع “إعادة برمجة” استجاباته العصبية للتكيف مع الظروف المتغيرة دون انتظار التغيرات الجينية البطيئة.

اقرأ أيضاً: النباتات آكلة اللحوم: التكيفات، الأنواع، وميكانيكا الصيد

كيف تستفيد التقنية الحديثة من تشريح الأخطبوط؟

ألهم الجهاز العصبي للأخطبوط مهندسي الروبوتات لتطوير ما يُعرف بـ”الروبوتات الرخوة” (Soft Robotics). هذه الآلات تتخلى عن الهياكل الصلبة التقليدية وتعتمد على مواد مرنة ونظام تحكم موزع، تماماً كأذرع الأخطبوط.

تُستخدم هذه الروبوتات حالياً في العمليات الجراحية الدقيقة؛ إذ تستطيع المناورة في مساحات ضيقة داخل الجسم. كما تُستخدم في عمليات الإنقاذ للوصول إلى ضحايا تحت الأنقاض، وفي استكشاف الشعاب المرجانية دون إيذائها.

أثبتت دراسة نشرت في دورية Nature عام 2022 نجاح ذراع روبوتية مستوحاة من الأخطبوط في الإمساك بأجسام هشة متنوعة الأشكال دون سحقها، بفضل توزيع “الذكاء” على طول الذراع بدلاً من مركزيته.

اقرأ أيضاً: النانوتكنولوجيا (Nanotechnology): المفهوم، التطبيقات، والمستقبل

الأسئلة الشائعة

خاتمة

يقف الأخطبوط شاهداً على إبداع الخلق في تصميم أنظمة حيوية بالغة التعقيد. ثلاثة قلوب تعمل بتناغم لتعويض محدودية الهيموسيانين، وتسعة مراكز عصبية تتيح استجابات فائقة السرعة في بيئة بحرية خطرة. تشريح الأخطبوط وقلوبه الثلاثة وذكاء الأخطبوط وأدمغته التسعة يفتحان أمامنا نافذة على فهم أعمق للحياة وتنوع أساليبها.

إن أردت أن تشهد هذا الكائن العجيب بعينيك، فننصحك بزيارة أحواض الأحياء المائية الكبرى مثل “ذا ناشيونال أكواريوم” في أبوظبي أو مشاهدة الفيلم الوثائقي الحائز على جائزة الأوسكار “My Octopus Teacher” على نتفليكس، الذي يوثق علاقة فريدة بين غواص وأخطبوط على مدار عام كامل.

أليس من المدهش أن كائناً بلا عظام ولا هيكل صلب، يعيش في أعماق البحار المظلمة، يمتلك من التعقيد التشريحي والذكاء ما يتحدى فهمنا لمعنى “الوعي” ذاته؟

المصادر والمراجع

الدراسات والأوراق البحثية

1. Shigeno, S., et al. (2018). Cephalopod brains: An overview of current knowledge to facilitate comparison with vertebrates. Frontiers in Physiology, 9, 952. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00952
   • دراسة شاملة تقارن بنية دماغ الأخطبوط بأدمغة الفقاريات.
2. Gutnick, T., et al. (2020). Recording electrical activity from the brain of behaving octopus. Current Biology, 30(16), R825-R826. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.015
   • أول تسجيل للنشاط الكهربائي في دماغ أخطبوط حي أثناء الحركة.
3. Schnell, A. K., et al. (2021). Cuttlefish exert self-control in a delay of gratification task. Proceedings of the Royal Society B, 288(1946). https://doi.org/10.1098/rspb.2020.3161
   • دراسة تثبت قدرة رأسيات الأرجل على ضبط النفس والتخطيط.
4. Liscovitch-Brauer, N., et al. (2017). Trade-off between transcriptome plasticity and genome evolution in cephalopods. Cell, 169(2), 191-202. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.03.025
   • الدراسة الرائدة في اكتشاف تعديل RNA في الأخطبوط.
5. Ramirez, M. D., & Bhartia, L. A. (2020). Distributed neuromuscular control enables rapid flexible movements in brittle stars. Current Biology, 30(6), R285-R286. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.02.002
   • مقارنة أنظمة التحكم العصبي اللامركزي في اللافقاريات البحرية.
6. Wang, Z. Y., & Bhartia, L. A. (2023). Convergent and divergent mechanisms of independent arm movements in octopus. eLife, 12, e87834. https://doi.org/10.7554/eLife.87834
   • آليات التحكم المستقل في أذرع الأخطبوط.

الجهات الرسمية

7. NOAA Ocean Exploration. (2023). Cephalopod biology and behavior. https://oceanexplorer.noaa.gov/
   • معلومات موثقة عن بيولوجيا رأسيات الأرجل من الإدارة الأمريكية.
8. Ocean Conservancy. (2022). Marine invertebrate intelligence. https://oceanconservancy.org/
   • دراسات ميدانية عن ذكاء اللافقاريات البحرية.
9. Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI). (2024). Deep-sea cephalopod research. https://www.mbari.org/
   • أبحاث متقدمة عن الأخطبوطات في الأعماق.
10. Marine Biological Laboratory (MBL). (2023). Cephalopod research program. https://www.mbl.edu/
    • برامج بحثية متخصصة في رأسيات الأرجل.
11. Smithsonian Ocean. (2024). Octopus facts and information. https://ocean.si.edu/
    • موسوعة شاملة عن الأخطبوط من معهد سميثسونيان.

الكتب والموسوعات العلمية

12. Hanlon, R. T., & Messenger, J. B. (2018).Cephalopod Behaviour (2nd ed.). Cambridge University Press.
    • المرجع الأساسي في سلوك رأسيات الأرجل.
13. Godfrey-Smith, P. (2016).Other Minds: The Octopus, the Sea, and the Deep Origins of Consciousness. Farrar, Straus and Giroux.
    • كتاب فلسفي-علمي يستكشف وعي الأخطبوط.
14. Brusca, R. C., et al. (2022).Invertebrates (4th ed.). Sinauer Associates.
    • موسوعة شاملة في علم اللافقاريات تتضمن فصلاً عن الرخويات.

المقالات العلمية المبسطة

15. National Geographic. (2023). Why octopuses are so smart. https://www.nationalgeographic.com/
    • مقال مبسط عن ذكاء الأخطبوط مع صور ومقاطع.

قراءات إضافية مقترحة

1. Hochner, B. (2012). An embodied view of octopus neurobiology. Current Biology, 22(20), R887-R892.
   • لماذا نقترح عليك قراءته؟ هذه المراجعة الشاملة تشرح كيف يتفاعل الجهاز العصبي مع الجسم المرن، وتُعَدُّ نقطة انطلاق ممتازة لفهم الذكاء المُجسّد.
2. Albertin, C. B., & Bhartia, L. A. (2020). The octopus genome and the evolution of cephalopod neural and morphological novelties. Nature Reviews Genetics, 21(1), 14-24.
   • لماذا نقترح عليك قراءته؟ دراسة معمقة لجينوم الأخطبوط وارتباطه بقدراته العصبية الفريدة.
3. Mather, J. A., & Kuba, M. J. (2013). The cephalopod specialties: Complex nervous system, learning, and cognition. Canadian Journal of Zoology, 91(6), 431-449.
   • لماذا نقترح عليك قراءته؟ مراجعة شاملة لقدرات التعلم والإدراك عند رأسيات الأرجل، مكتوبة بأسلوب يجمع بين العمق والوضوح.