Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Cephalopods are a valuable model for studying the evolution of cognition due to their distinctive brain structure, organisation, and connectivity patterns compared to vertebrates. The development of large brains and behavioural complexities are believed to be triggered by evolutionary pressures stemming from factors like heightened predation, more demanding foraging conditions, and intense mating competition. While the differences between corvid and mammals are less pronounced, the cephalopod brain is closer to the vertebrate brain in terms of encephalisation of ganglionic masses observed by nerve cell clusters. The cerebral ganglion in cephalopods is similar to the vertebrate forebrain and midbrain, while the vertical lobe is similar to the vertebrate cerebral cortex and hippocampus formation, which are involved in learning and memory. These brain regions function in a hierarchical system and are intimately connected with their eyes and optic lobes where visual inputs are processed, motor commands are transmitted to the lower motor centre. Chromatophores are skin elements and the physiological control of body patterning and are visually driven and light sensitive. This sets cephalopods apart from their molluscan families such as gastropods and bivalves. Recent studies have revealed that the opsins present in the skin are like those occurring in the retina. This infers that the connection between visual processing and body patterns is not exclusively innate. Expanding on Macphail's Null Hypothesis which posits no significant qualitative or quantitative differences in intelligence across vertebrates, this study seeks to explore the link between body patterning and cognitive abilities across cephalopod species. By comparing patterns of similarities and differences in cognitive abilities, this study aims to investigate whether body patterning can serve as an indicator of cognitive capacity. In conclusion, the study finds the presence of interindividual variations within species and disparities across different species in both body patterning and cognitive abilities. There are associations between cognitive capacity and body patterns. However, establishing a direct and conclusive connection between high-level cognitive abilities and the expression of body patterns remains elusive, as concrete evidence supporting such a relationship is lacking.

Cephalopoda utgör en värdefull modell för att studera den kognitiva evolutionen på grund av deras distinkta hjärnstruktur, organisation och nervernas kontaktmönster jämfört med ryggradsdjur. Utvecklingen av stora hjärnor och komplexa beteenden tros vara resultatet av evolutionär press från faktorer som ökad predation, mer krävande födosökningsförhållanden och intensiv parningskonkurrens. Medan skillnaderna mellan kråkfåglar och däggdjur är mindre uttalade, är bläckfiskhjärnan närmare ryggradsdjurshjärnan när det gäller encefalisering av nervcellkluster. Det cerebrala ganglie hos bläckfiskar liknar ryggradsdjurens främre hjärna och mellanhjärna, medan den vertikala loben liknar ryggradsdjurens hjärnbark och hippocampusformation, som är involverade i inlärning och minne. Dessa hjärnregioner fungerar inom ett hierarkiskt system och är intimt kopplade till deras ögon och optiska lober där visuell information bearbetas och motoriska kommandon överförs till de nedre motoriska centrarna. Kromatoforer är hudstrukturer som fysiologiskt kontrollerar kroppsmönster och är visuellt styrda och ljuskänsliga. Detta skiljer cephalopoder från andra molluskfamiljer som gastropoder och musslor. Studier har nyligenavslöjat att de opsin som finns i huden liknar de som förekommer i näthinnan. Detta antyder att sambandet mellan visuell bearbetning och kroppsmönster inte är uteslutande medfödd. Utöver Macphails nollhypotes, som hävdar att det inte finns några signifikanta kvalitativa eller kvantitativa skillnader i intelligens mellan ryggradsdjur, ämnar denna studie utforska kopplingen mellan kroppsmönster och kognitiva förmågor hos cephalopoda. Genom att jämföra likheter och skillnader i kognitiva förmågor syftar denna studie till att undersöka om kroppsmönster kan fungera som en indikator på kognitiv kapacitet. Resultaten visar på förekomst av variationer mellan individer inom arter och skillnader mellan olika arter både vad gäller kroppsmönster och kognitiva förmågor. Det finns samband mellan kognitiv kapacitet och funktioner samt kroppsmönster. Dock är det fortfarande svårt att fastställa en direkt och definitiv koppling mellan hög kognitiva förmågor och uttrycket av kroppsmönster, eftersom konkret bevis som stöder ett sådant samband saknas.