Se for deg at armene dine sitter fast på nesten alt de rørte ved. Mennesker trenger bare å bekymre seg for det i uheldige hendelser med gal lim. Du kan imidlertid tro at en blekksprut vil lide av overfestende lemmer: deres åtte tentakler er foret med hundrevis av taktile sugekopper som endrer form og sanser mat. Så hvorfor holder ikke disse armene sammen eller havner i knuter?
Relatert innhold
- Ti nysgjerrige fakta om blekkspruter
- Severed Octopus Arms Har sitt eget sinn
- The Mimic Octopus
"Det er overraskende at ingen engang spurte dette spørsmålet, " sier Guy Levy, en forsker på laboratoriet til blekksprutneurobiolog Benny Hochner ved det hebraiske nasjonale universitetet i Jerusalem. Problemet med armer som klistrer seg sammen og blir bundet i knuter kan virke dumt fra et menneskelig perspektiv. Men for en blekksprut er det en viktig evolusjonær bragd med bevegelseskontroll.
Levy, Hochner og deres kolleger i USA og Israel tror de har funnet ut hvordan blekkspruter gjør det. I følge deres studie publisert i dag i Current Biology produserer blekkspruthud et kjemisk signal for å overstyre tentaklenes sugekoppreflekser. Hvert kjemisk signal kan også være unikt for blekkspruten, noe som vil forhindre at disse til tider kannibalistiske organismer også spiser avskårne biter av egne armer.
Forskere er interessert i disse fremmede dyrene fordi de ligner mennesker, har store hjerner. Disse hjerner består av 200 millioner nevroner og er i stand til å løse og memorere problemer (og til og med forutsi viktige fotballspill). "Å forstå verdensbildet til en blekksprut er helt avgjørende for å forstå hva som er faktorene som gjør det til å lage en stor hjerne, " sier Jennifer Basil, en biolog ved CUNYs Brooklyn College som ikke var tilknyttet studien.
Blekksprut nervesystemet skiller seg fra vårt på en viktig måte: 300 millioner perifere nevroner strekker seg gjennom tentakkelarmene og letter bevegelse. Motstående tommelen er stor, men disse forhøyede tentaklene gir blekkspruter bevegelsesfrihet som lar dem snappe opp mat, gjemme seg i små mellomrom og stjele dykkerkameraer.
Sugekoppene som fører tentaklene til Octopus vulgaris, henter kjemiske og sensoriske signaler for i hovedsak å smake på potensielle matvarer. (Foto: © Ingo Arndt / Foto Natura / Minden Pictures / Corbis) "Blekkspruten har full kontroll over armene, men kontrollen er fordelt mellom hjernen og armene, som til en viss grad er autonome, " sier Levy. Så når en blekksprutarm blir hugget av ved et uhell eller i en kamp med et rovdyr, forblir den aktiv i omtrent en time — instinktivt å ta tak i og holde alt den berører.
På grunn av deres autonomi så forskerne på amputerte blekksprutarmer som en måte å prøve å svare på spørsmål om hvordan disse kannibalistiske dyrene gjenkjenner sine egne festede (og uten tilknytning) armer fra potensiell mat.
Forskerne begynte med å amputere en arm fra vanlige blekkspruter ( Octopus vulgaris ) på laboratoriet deres. "Dette er ikke en traumatisk hendelse for blekksprutene, " forklarer Levy, som utførte mye av laboratoriearbeidet med sin kollega Nir Nesher. "De mister armer i naturen mange ganger og fortsetter å oppføre seg normalt, og armen vokser tilbake."
Forskerne la en blekksprut og forskjellige gjenstander - amputerte armer, flådde armer, fisk, reker og petriskåler som delvis var dekket av blekkspruthud - i en tank og så på hva som skjedde. Amputerte armer festet seg aldri til seg selv eller grep armene til den levende blekkspruten i tanken, i stedet unngikk de tidligere nabo-suckers.
De avskårne armene klemmet seg imidlertid til flådde blekksprutarmer og den plastiske delen av petriskåler. Forskerne målte kraften som ble påført hver gjenstand og fant at armene aldri brukte gripekraft på huden. Så uansett signal som forhindret reflekser til sugerfester, måtte det komme fra huden.
En blekksprut gnir armene over sin egen nyamputerte arm, klapper den, men ikke griper tak i huden. Blekkspruten tar tak i den skvellende armen bare på amputasjonsstedet, der kjøttet blir utsatt, og holder den i nebbet uten å spise den. (Video: Current Biology, Nesher et al.) Blekkspruthud er utrolig sammensatt; den består av fargeskiftende celler som kalles kromatoforer, sammen med kjemiske signalnettverk, og nerveceller. For å teste om et kjemisk signal kan spilles, smurte de ekstraherte blekkspruthudutskillelser og fiskehudutskillelser på forskjellige petriskåler, og satte dem i blekksprutens tanker med de avskårne armene.
Kreftene som ble brukt av de avskårne armene på petriskåler med blekksprutslim var 10 ganger mindre enn en vanlig petriskål og 20 ganger mindre enn en petriskål med fiskeslam. Et slags hudkjemisk formidlet tydeligvis budskapet, "Tentakler av!"
Kjemiske signaler er utbredt innen biologi, men forskerne bemerker at dette er det første kjemiske signalet som utløser en motorisk atferd som ikke kommer nedover kommandokjeden i hjernen. Dette signalet holder ikke bare skapningen fra å binde seg i knuter, men hindrer sannsynligvis også at dyret spiser sine egne kuttede armer. I tanketester lå også levende blekkspruter noen ganger fast på amputerte armer, men det var mer sannsynlig at de grep en arm og taklet den som mat hvis den aldri tilhørte dem.
Blekkspruten plasserer armen i munnen, og behandler den som mat.De kjemiske signalene virker unike for dyret, men å bestemme hvor unikt hvert signal er og å feste den kjemiske oppskriften krever ytterligere undersøkelser. "Denne kjemiske anerkjennelsen av meg selv, spesielt i en organisme som har vedheng som er så fritt, er en integrert del i å forstå hvordan et slikt dyr fungerer fordi det ikke er noe annet dyr som det, " sier Basil.
Deres unike kropp og perifere nervesystem har også fanget oppmerksomheten fra biorobotiske grupper. Flere laboratorier rundt om i verden prøver å utvikle en myk kropp som er basert på en blekksprut for applikasjoner fra medisinsk utstyr for å hjelpe til med å flytte pasienter i eldreomsorg. I dette tilfellet jobber det israelske laboratoriet med en europeisk innsats kalt STIFF-FLOP som utvikler en fleksibel robotarm basert på blekksprut tentaklet for å hjelpe med mindre invasive operasjoner.
"En mekanisme som den vi fant her kan være til stor hjelp for ingeniørene, " sier Levy. For eksempel kan man programmere et blekksprut armlignende kirurgisk verktøy for å unngå hindringer ved kjemisk gjenkjennelse, eller "hvis manipulatoren må krype gjennom tarmens rør, kan den programmeres for å unngå å manipulere tarmens vegger, " foreslår han.
Mulighetene virker uendelige. Kanskje blekksprutroboter til og med utforske havdypet en dag ... med tentakler som ikke klistrer sammen, selvfølgelig.
Korreksjon: En tidligere versjon av denne artikkelen uttalte at det perifere nervesystemet til blekksprut inneholder 300 nerver i stedet for 300 nevroner.
