Představte si, že vaše paže přilnuly k téměř všemu, čeho se dotkly. Lidé se o to musí starat pouze v případě nešťastných incidentů s bláznivým lepidlem. Měli byste si však myslet, že chobotnice by trpěla přetíženými končetinami: jejich osm chapadel je lemováno stovkami taktilních přísavek, které mění tvar a smyslné jídlo. Proč tedy tyto zbraně nepřilepí k sobě nebo neskončí v uzlech?
Související obsah
- Deset zajímavých faktů o chobotnicích
- Zbraně chobotnice chobotnice mají vlastní mysl
- Mimic chobotnice
"Je překvapivé, že se na tuto otázku nikdo neptal, " říká Guy Levy, výzkumný pracovník v laboratoři neurobiologa chobotnice Benny Hochnera na Hebrejské národní univerzitě v Jeruzalémě. Problém sevření paží a svázání uzlů se může z lidské perspektivy zdát hloupý. Ale u chobotnice je to důležitý evoluční prvek kontroly pohybu.
Levy, Hochner a jejich kolegové v USA a Izraeli si myslí, že přišli na to, jak to chobotnice dělají. Podle jejich studie zveřejněné dnes v současné biologii, chobotnice kůže produkuje chemický signál k potlačení reflexů sacího pohárku chapadel. Každý chemický signál může být také jedinečný pro chobotnici, která by těmto někdy kanibalistickým organismům zabránila v tom, aby jedli oddělené kousky svých vlastních zbraní.
Vědci se zajímají o tato mimozemšťanská zvířata, protože podobně jako lidé mají velké mozky. Tyto mozky se skládají z 200 milionů neuronů a jsou schopné řešit problémy a zapamatovat si (a dokonce předpovídat důležité fotbalové hry). "Skutečné porozumění světonázoru chobotnice je rozhodující pro pochopení toho, jaké jsou faktory, které vedou k vytvoření velkého mozku, " říká Jennifer Basilová, biologka na Brooklyn College v CUNY, která nebyla do studie zapojena.
Nervový systém chobotnice se liší od našeho klíčovým způsobem: 300 miliónů periferních neuronů protahuje jejich chapadlovými rameny a usnadňuje pohyb. Palce na jedno použití jsou skvělé, ale tyto chapadla s dlouhou životností dávají chobotnici svobodu pohybu, která jim umožňuje uchopit jídlo, schovat se v malých prostorech a ukrást kamery potápěčů.
Přísavky, které lemují chapadla Octopus vulgaris, zachycují chemické a smyslové signály, aby v podstatě ochutnaly potenciální potravinové položky. (Foto: © Ingo Arndt / Foto Natura / Minden Pictures / Corbis) "Chobotnice má úplnou kontrolu nad svými pažemi, ale ovládání je rozděleno mezi mozek a paže, které jsou do jisté míry autonomní, " říká Levy. Takže, když se chobotní paže dostane náhodou nebo v boji s dravcem, zůstane aktivní asi hodinu - instinktivně se drží a drží vše, čeho se dotkne.
Vědci viděli kvůli své autonomii amputované chobotnice jako způsob, jak se pokusit odpovědět na otázky o tom, jak tato kanibalistická zvířata rozpoznávají své vlastní připojené (a nepřipojené) zbraně z potenciálního jídla.
Vědci začali humánním amputací paže z běžných chobotnic ( Octopus vulgaris ) v jejich laboratoři. "Pro chobotnice to není traumatická událost, " vysvětluje Levy, který většinu laboratorní práce vykonával se svým kolegou Nirem Nesherem. "Mnohokrát ztratí zbraně v přírodě a nadále se chovají normálně a paže roste zpět."
Vědci vložili do nádrže chobotnici a různé předměty - amputované paže, paže na kůži, ryby, krevety a Petriho misky - a sledovali, co se stalo. Amputované paže se nikdy nepřipevnily k sobě nebo se chopily paží živého chobotnice v nádrži, místo toho se vyhýbaly svým bývalým sousedům.
Oddělené paže se však zaklaply na ramenech chobotnice a na plastové části Petriho misek. Vědci změřili sílu aplikovanou na každý objekt a zjistili, že paže nikdy nevyvolávaly uchopovací sílu na kůži. Takže ať už jakýkoli signál zabraňoval přísavným reflexům přísavek, muselo to vycházet z kůže.
Chobotnice si otře paže o vlastní čerstvě amputovanou ruku, pohladí ji, ale ne uchopí kůži. Chobotnice uchopí flailing paže pouze v místě amputace, kde je tělo vystaveno, a drží ho v zobáku, aniž by ho snědlo. (Video: Current Biology, Nesher et al.) Chobotnice kůže je neuvěřitelně složitá; skládá se z buněk měnících barvu zvaných chromatofóry, spolu s chemickými signalizačními sítěmi a nervových buněk. Aby otestovali, zda by mohl být chemický signál ve hře, namazali extrahované sekrece chobotnice kůže a sekrece rybí kůže na různých Petriho miskách a vložili je do chobotnice s oddělenými pažemi.
Síly aplikované oddělenými pažemi na Petriho misky s chobotnicí chobotnice byly 10krát menší než běžné Petriho misky a 20krát méně než Petriho misky s rybím slizem. Je zřejmé, že nějaký druh chemické látky na kůži přinesl zprávu „Tentacles off!“
Chemické signály jsou v biologii rozšířené, ale vědci poznamenávají, že se jedná o první chemický signál, který spouští motorické chování, které v mozku nespadá do řetězce příkazů. Tento signál nejen chrání stvoření před uvázáním v uzlech, ale pravděpodobně také zabrání zvířeti jíst vlastní oddělené paže. Při testech v tancích se živé chobotnice někdy zachytily také u amputovaných paží, ale pravděpodobněji chytily paži a zacházely s nimi jako s jídlem, pokud k nim nikdy nepatřily.
Chobotnice umístí ruku do úst a zachází s ní jako s jídlem.Chemické signály se zdají být pro zvíře jedinečné, ale určení toho, jak jedinečný je každý signál, a připnutí chemické receptury vyžaduje další zkoumání. "Toto chemické uznání sebe sama, zejména v organismu, který má přívěsky, které jsou tak volné formy, je nedílnou součástí porozumění tomu, jak takové zvíře funguje, protože neexistuje žádné jiné zvíře, " říká Basil.
Jejich jedinečné tělo a periferní nervový systém také upoutaly pozornost biorobotických skupin. Řada laboratoří po celém světě se pokouší vyvinout měkkého robota založeného na chobotnici pro aplikace ze zdravotnického zařízení, aby pomohla pohybovat pacienty v zařízeních pro péči o seniory. V tomto případě izraelská laboratoř pracuje s evropským úsilím zvaným STIFF-FLOP, které vyvíjí flexibilní robotické rameno založené na chobotnici chobotnice, aby pomohlo s méně invazivními chirurgickými zákroky.
„Mechanismus, jako je ten, který jsme zde našli, může být pro inženýry velkou pomocí, “ říká Levy. Například bychom mohli naprogramovat chirurgický nástroj typu chobotnice na rameni, aby se vyhnuli překážkám chemickým rozpoznáváním, nebo „pokud manipulátor musí procházet trubkami střev, může být naprogramován tak, aby se vyhnul manipulaci se stěnami střev, “ navrhuje.
Možnosti se zdají nekonečné. Možná roboti s chobotnicí možná někdy prozkoumají hloubky našich oceánů… s chapadly, která se samozřejmě nepřilepí k sobě.
Oprava: Předchozí verze tohoto článku uvedla, že periferní nervový systém chobotnice obsahuje 300 nervů místo 300 neuronů.
