Imaginează-ți brațele lipite de aproape tot ce atingeau. Oamenii nu trebuie să se îngrijoreze decât în cazurile nefericite care implică lipici nebun. Te-ai gândi, totuși, că o caracatiță ar suferi de membre care se atașează prea mult: cele opt tentacule ale lor sunt căptușite cu sute de ventuze tactile care schimbă forma și sensul alimentelor. Deci, de ce aceste brațe nu se lipesc sau nu ajung în noduri?
Continut Asemanator
- Zece fapte curioase despre caracatițe
- Brațele de caracatiță despărțite au o minte proprie
- Caracatița mimică
„Este surprinzător că nimeni nu a pus această întrebare”, spune Guy Levy, cercetător în laboratorul neurobiologului de caracatiță Benny Hochner la Universitatea Națională Evreiască din Ierusalim. Problema armelor de a se lipi și de a se lega în noduri poate părea o prostie din perspectiva umană. Dar, pentru o caracatiță, este o importantă evoluție a controlului mișcării.
Levy, Hochner și colegii lor din SUA și Israel cred că și-au dat seama cum o fac caracatițele. Conform studiului publicat astăzi în Current Biology, pielea de caracatiță produce un semnal chimic pentru a trece peste reflexele cu ventuzele tentaculelor. Fiecare semnal chimic poate fi de asemenea unic caracatiței, ceea ce ar împiedica aceste organisme uneori canibaliste să mănânce și bucăți rupte din propriile brațe.
Oamenii de știință sunt interesați de aceste animale cu aspect extraterestru, deoarece similare cu oamenii, au creierul mare. Aceste creiere sunt formate din 200 de milioane de neuroni și capabili să rezolve probleme și să memoreze (și chiar să prezice jocuri importante de fotbal). „Înțelegerea cu adevărat a viziunii despre un caracatiță este esențială pentru a înțelege care sunt factorii care duc la crearea unui creier mare”, spune Jennifer Basil, biolog la Colegiul Brooklyn din CUNY, care nu a fost afiliat cu studiul.
Sistemul nervos de caracatiță diferă de al nostru într-un mod cheie: 300 de milioane de neuroni periferici se extind prin brațele lor tentaculare și facilitează mișcarea. Degetele opuse sunt grozave, dar aceste tentacule pretențioase conferă caracatiștilor libertate de mișcare, care le permit să smulgă mâncarea, să se ascundă în spații mici și să fure camerele de scafandri.
Ventilatoarele care aliniază tentaculele lui Octopus vulgaris se extrag pe semnale chimice și senzoriale pentru a gusta în esență alimentele potențiale. (Foto: © Ingo Arndt / Foto Natura / Imagini Minden / Corbis) "Caracatița are un control complet asupra brațelor sale, dar controlul este distribuit între creier și brațe, care sunt într-o anumită măsură autonome", spune Levy. Deci, când un braț de caracatiță este tăiat din greșeală sau într-o luptă cu un prădător, acesta rămâne activ timp de aproximativ o oră - instinctiv apucând și ținând tot ce atinge.
Din cauza autonomiei lor, cercetătorii au văzut brațele de caracatiță amputate ca o modalitate de a încerca să răspundă la întrebări despre modul în care aceste animale canibaliste recunosc propriile lor brațe atașate (și neatinse) din alimentele potențiale.
Cercetătorii au început amputând uman un braț din caracatițe comune ( Octopus vulgaris ) în laboratorul lor. „Acesta nu este un eveniment traumatic pentru caracatițe”, explică Levy, care a desfășurat o mare parte din lucrările de laborator alături de colegul său Nir Nesher. „Își pierd brațele în natură de multe ori și continuă să se comporte normal, iar brațul crește înapoi.”
Cercetătorii au pus o caracatiță și diferite obiecte - brațe amputate, brațe jupuite, pește, creveți și farfurii petri parțial acoperite cu pielea de caracatiță - și au urmărit ce s-a întâmplat. Brațele amputate nu s-au atașat niciodată de ele însele și nu au apucat brațele de caracatiță vie în rezervor, evitând în schimb păpușii săi vecini.
Cu toate acestea, brațele cusute s-au prins de brațe de caracatiță cu piele și partea de plastic a vaselor petri. Cercetătorii au măsurat forța aplicată fiecărui obiect și au descoperit că brațele nu au aplicat niciodată forța de apucare pe piele. Deci, orice semnal împiedica reflexele de atașare ale fraierului, trebuia să vină de la piele.
O caracatiță își freacă brațele deasupra propriului braț proaspăt amputat, apăsându-l, dar nu apucând pielea. Caracatița apucă brațul în flăcări doar la locul amputării, unde este expusă carnea și o ține în cioc, fără să o mănânce. (Video: Current Biology, Nesher și colab.) Pielea de caracatiță este incredibil de complexă; este format din celule care schimbă culoarea numite cromatofori, împreună cu rețele de semnalizare chimică și celule nervoase. Pentru a testa dacă un semnal chimic ar putea fi în joc, au rupt secreții de piele de caracatiță și secreții de piele de pește pe diferite farfurii Petri și le-au introdus în rezervoarele de caracatiță cu brațele tăiate.
Forțele aplicate de brațele cusute pe vasele Petri cu slime de caracatiță au fost de 10 ori mai mici decât o farfurie Petri obișnuită și de 20 de ori mai puțin decât o farfurie Petri cu slime de pește. În mod clar, un fel de substanță chimică a pielii a transmis mesajul: „Tentacles off!”
Semnalele chimice sunt răspândite în biologie, dar cercetătorii constată că acesta este primul semnal chimic care declanșează un comportament motor care nu coboară lanțul de comandă din creier. Acest semnal nu numai că împiedică creatura să se lipească de noduri, dar probabil, de asemenea, împiedică animalul să-și mănânce propriile brațe tăiate. În cadrul testelor în tanc, caracatițele vii s-au prins uneori și de brațe amputate, dar au avut mai multe șanse să prindă un braț și să se ocupe ca de mâncare, dacă nu le aparține niciodată.
Caracatița pune brațul în gură, tratându-l ca pe mâncare.Semnalele chimice par unice animalului, dar pentru a determina cât de unic este fiecare semnal și fixarea rețetei chimice necesită investigații suplimentare. „Această recunoaștere chimică a sinelui, în special într-un organism care are apendice atât de libere, este integrală pentru a înțelege cum funcționează un astfel de animal, deoarece nu există niciun alt animal ca acesta”, spune Basil.
Corpul lor unic și sistemul nervos periferic au atras atenția grupurilor biorobotice. Câteva laboratoare din întreaga lume încearcă să dezvolte un robot cu corp moale bazat pe o caracatiță pentru aplicații de la echipamentele medicale pentru a ajuta la mutarea pacienților în unitățile de îngrijire a vârstnicilor. În acest caz, laboratorul israelian lucrează cu un efort european numit STIFF-FLOP care dezvoltă un braț robot flexibil bazat pe tentacul de caracatiță pentru a ajuta chirurgiile mai puțin invazive.
"Un mecanism precum cel pe care l-am găsit aici poate fi de mare ajutor inginerilor", spune Levy. De exemplu, s-ar putea programa un instrument chirurgical asemănător brațului de caracatiță, pentru a evita obstacolele prin recunoașterea chimică sau „dacă manipulatorul trebuie să se târască prin conductele intestinelor, acesta poate fi programat pentru a evita manipularea pereților intestinelor”, sugerează el.
Posibilitățile par infinite. Poate că roboții de caracatiță ar putea chiar să exploreze adâncurile oceanelor noastre într-o zi ... cu tentacule care nu se lipesc, desigur.
Corecție: O versiune anterioară a acestui articol afirma că sistemul nervos periferic al caracatiței conține 300 de nervi în loc de 300 de neuroni.
