![]() |
Щупальца осьминогов двигаются с невероятной ловкостью, сгибаясь, скручиваясь и разгибаясь с почти бесконечным количеством степеней свободы. Новое исследование Чикагского университета показало, что схема нервной системы, контролирующая движения щупалец осьминогов, сегментирована, что дает этим необычным существам возможность точно контролировать все восемь щупалец и сотни присосок, чтобы исследовать окружающую среду, брать предметы и захватывать добычу.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Каждое щупальце осьминога имеет массивную нервную систему: на всех восьми щупальцах сосредоточено больше нейронов, чем в мозге животного. Эти нейроны сосредоточены в большом осевом нервном шнуре (ANC), который змеится взад-вперед по мере продвижения по щупальцу, каждый изгиб которого образует расширение над каждой присоской. Кассади Олсон, аспирантка факультета вычислительной нейронауки, возглавившая исследование, хотела проанализировать структуру ANC и его связи с мускулатурой щупалец калифорнийского двупятнистого осьминога (Octopus bimaculoides), небольшого вида, обитающего в Тихом океане у побережья Калифорнии. Она и ее соавтор Грейс Шульц, аспирантка кафедры биологии развития, регенерации и стволовых клеток, пытались рассмотреть тонкие круглые срезы щупалец под микроскопом, но образцы постоянно падали со слайдов. Тогда они попробовали рассмотреть продольные полоски щупалец и добились большего успеха, что привело к неожиданному открытию. Используя клеточные маркеры и инструменты визуализации, чтобы проследить структуру и связи ANC, они увидели, что тела клеток нейронов упакованы в колонки, которые образуют сегменты, как гофрированная труба. Эти сегменты разделены промежутками, называемыми септами, через которые нервы и кровеносные сосуды выходят к близлежащим мышцам. Нервы из нескольких сегментов соединяются с разными участками мышц, что позволяет предположить, что сегменты работают вместе, чтобы управлять движением.
Нервы для присосок также выходят из ANC через эти септы, систематически соединяясь с внешним краем каждой присоски. Это указывает на то, что нервная система создает пространственную, или топографическую, карту каждой присоски. Осьминоги могут самостоятельно перемещать и изменять форму своих присосок. Присоски также снабжены сенсорными рецепторами, которые позволяют осьминогу ощущать вкус и запах предметов, к которым он прикасается, как будто у него щупальце с языком и носом. Исследователи полагают, что «присоскотопия», как они назвали карту, облегчает эту сложную сенсорно-моторную способность. Чтобы выяснить, характерна ли подобная структура для других мягкотелых головоногих, Олсон также изучил длинноперого прибрежного кальмара (Doryteuthis pealeii), который распространен в Атлантическом океане. У этих кальмаров восемь щупалец с мышцами и присосками, как у осьминога, и два щупальца. Щупальца имеют длинный стебель без присосок, на конце которого находится булава с присосками. Во время охоты кальмар может вытягивать щупальца и хватать добычу булавами, оснащенными присосками. Используя тот же процесс для изучения длинных полосок щупалец кальмара, Олсон увидел, что ANC на стеблях без присосок не сегментированы, но булавы на конце сегментированы так же, как и у осьминога. Это говорит о том, что сегментированная ANC специально создана для управления любым типом ловких, снабженных присосками придатков у головоногих моллюсков. Однако у щупалец кальмаров меньше сегментов на одну присоску, вероятно, потому, что они не используют присоски для ощущений так, как это делают осьминоги. Кальмары больше полагаются на зрение, охотясь в открытой воде, в то время как осьминоги бороздят дно океана и используют свои чувствительные щупальца в качестве инструментов для исследования. Хотя осьминоги и кальмары произошли друг от друга более 270 миллионов лет назад, общие черты в том, как они управляют частями своих придатков с помощью присосок, и различия в тех частях, которые этого не делают, показывают, как эволюция всегда находит оптимальное решение.
Ранее ученые выяснили, что осьминог выживает при любой температуре благодаря особому составу крови. На фото: Octopus bimaculoides. Автор: Cassady Olson. 15.01.2025 |
Биосфера
![]() | |
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой | |
Ученые выяснили, что когда вода становитс... |
![]() | |
Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат | |
Новое исследование ученых из Университета... |
![]() | |
Мечта палеонтолога: в Египте найден почти целый череп древнего хищника | |
Редкая находка почти целого черепа в егип... |
![]() | |
Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки | |
Апеннинский бурый медведь, или марсиканск... |
![]() | |
Микроскопические герои океана: как фитопланктон меняет климат | |
Фитопланктон — это крошечные р... |
![]() | |
Секреты идеальной свиньи: генетика, большие данные и вкусное мясо | |
В 2024 году проект ученых из Института би... |
![]() | |
254 животных и 261 растение: в Ростове представили обновленную Красную книгу | |
В главном здании ЮФУ прошла церемония пер... |
![]() | |
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта | |
Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око... |
![]() | |
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь | |
Новое исследование показало, как устроена... |
![]() | |
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии | |
Ученые из Института фармации, химии и&nbs... |
![]() | |
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак | |
Из-за пандемии COVID-19 люди привыкли к б... |
![]() | |
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ | |
Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб... |
![]() | |
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет | |
Исследование плодовых мушек показало, что ... |
![]() | |
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток | |
Согласно одной из теорий, жизнь на З... |
![]() | |
Новый уровень защиты: бактерии из почвы помогают спасать урожай и здоровье | |
Ученые наконец-то раскрыли секрет природного а... |
![]() | |
Морская трава поможет быстрее выращивать рачков на корм рыбам и домашним птицам | |
Ученые выяснили, что морская трава руппия... |
![]() | |
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья | |
Природная способность меха белого медведя прот... |
![]() | |
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90% | |
Биологи вывели математическое уравнение, котор... |
![]() | |
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться | |
Нейробиологи установили, что высокая солн... |
![]() | |
Две с лишним сотни серых китов собираются у берегов Камчатки | |
Ученые три года наблюдали за серыми ... |
![]() | |
Хладостойкие растения появились на планете одновременно 14 млн лет назад | |
Ученые определили, что альпийские растите... |
![]() | |
Натуралисты помогли выявить изменения в признаках насекомоопыляемых растений | |
Результаты наблюдений за весенним первоцв... |
![]() | |
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом | |
Когда наступают холода, даже крепкие деревья и... |
![]() | |
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура | |
Правительство Великобритании усилило меры биол... |
![]() | |
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза | |
Исследователи использовали данные о навоз... |
![]() | |
Два гена фоторецептора шишковидной железы помогают рыбам распознавать цвет | |
Мы видим цвет, потому что фоторецепторы к... |
![]() | |
Кукуруза или соя? Как севооборот помогает адаптироваться к изменениям климата | |
Исследование ученых из Университета Минне... |
![]() | |
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге | |
Щупальца осьминогов двигаются с невероятн... |
![]() | |
Пробелы на мировой карте биоразнообразия заполнили благодаря данным ученых СССР | |
Ученые собрали информацию о том, где ... |
![]() | |
Current Biology: Саблезубые не оставляли жертвам ни единого шанса на спасение | |
Саблезубые хищники — наиболее извес... |