Φανταστείτε ότι τα χέρια σας έχουν κολλήσει σχεδόν σε όλα όσα αγγίξουν. Οι άνθρωποι πρέπει μόνο να ανησυχούν για αυτό σε ατυχή περιστατικά που περιλαμβάνουν τρελό κόλλα. Θα σκεφτόσαστε, ωστόσο, ότι ένα χταπόδι θα υποφέρει από υπερβολικά προσκολλημένα άκρα: τα οκτώ πλοκάμια τους είναι επενδεδυμένα με εκατοντάδες απτικές βεντούζες που αλλάζουν σχήμα και αισθάνονται τρόφιμα. Λοιπόν, γιατί αυτά τα χέρια δεν συγκλίνουν ή καταλήγουν σε κόμβους;
σχετικό περιεχόμενο
- Δέκα περίεργα γεγονότα για τα χταπόδια
- Αποκομμένα χέρια χταπόδι έχουν το δικό τους μυαλό
- Το Μικρό Χταπόδι
"Είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι κανείς δεν ζήτησε ακόμη και αυτή την ερώτηση", λέει ο Guy Levy, ερευνητής στο εργαστήριο του νευροβιολόγου Benni Hochner στο Εβραϊκό Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ. Το πρόβλημα των βραχιόνων που συγκολλούνται μεταξύ τους και συνδέονται με κόμπους μπορεί να φαίνεται ανόητο από ανθρώπινη άποψη. Αλλά, για ένα χταπόδι, είναι ένα σημαντικό εξελικτικό επίτευγμα του ελέγχου της κίνησης.
Ο Levy, ο Hochner και οι συνεργάτες τους στις ΗΠΑ και το Ισραήλ πιστεύουν ότι έχουν καταλάβει πώς τα χταπόδια το κάνουν. Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσίευσε σήμερα στο Current Biology, το χταπόδι δέρμα παράγει ένα χημικό σήμα για να ξεπεράσει τα αντανακλαστικά του κυπέλλου αναρρόφησης. Κάθε χημικό σήμα μπορεί επίσης να είναι μοναδικό στο χταπόδι, το οποίο θα εμπόδιζε αυτούς τους μερικές φορές-κανιβαλιστικούς οργανισμούς να τρώνε κομμένα κομμάτια των δικών τους χεριών.
Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για αυτά τα αλλόκοτα ζώα, επειδή παρόμοια με τους ανθρώπους, έχουν μεγάλο μυαλό. Αυτοί οι εγκέφαλοι αποτελούνται από 200 εκατομμύρια νευρώνες και μπορούν να επιλύσουν προβλήματα και να απομνημονεύσουν (και μάλιστα να προβλέψουν σημαντικά παιχνίδια ποδοσφαίρου). "Η σωστή κατανόηση της κοσμοθεωρίας ενός χταποδιού είναι κρίσιμη για την κατανόηση των παραγόντων που οδηγούν σε ένα μεγάλο εγκέφαλο", λέει ο Jennifer Basil, βιολόγος στο Κολλέγιο Brooklyn του CUNY, ο οποίος δεν ήταν συνδεδεμένος με τη μελέτη.
Το νευρικό σύστημα χταποδιού διαφέρει από το δικό μας με ένα βασικό τρόπο: 300 εκατομμύρια περιφερικά νευρώνες εκτείνονται μέσω των βραχιόνων των πλοκαριστών και διευκολύνουν την κίνηση. Οι αντιτιθέμενοι αντίχειρες είναι μεγάλοι, αλλά αυτά τα καταγεγραμμένα πλοκάμια δίνουν στα χταπόδια ελεύθερη μετακίνηση που τους επιτρέπει να αρπάζουν τα τρόφιμα, να κρύβονται σε μικρούς χώρους και να κλέβουν τις κάμερες των scuba divers.
Οι βεντούζες που ευθυγραμμίζουν τα πλοκάμια του Octopus vulgaris παραλαμβάνουν τα χημικά και αισθητήρια σήματα για να δοκιμάσουν ουσιαστικά πιθανά είδη διατροφής. (Φωτογραφία: © Ingo Arndt / Foto Natura / Minden Pictures / Corbis) "Το χταπόδι έχει πλήρη έλεγχο στα χέρια του, αλλά ο έλεγχος κατανέμεται ανάμεσα στον εγκέφαλο και τα όπλα, τα οποία είναι σε κάποιο βαθμό αυτόνομες", λέει ο Levy. Έτσι, όταν ένα βραχίονα χταπόδι παίρνει κομμένο τυχαία από ατύχημα ή σε μια πάλη με ένα αρπακτικό, παραμένει ενεργό για περίπου μια ώρα-πιάνοντας ενστικτωδώς και κρατώντας τίποτα αγγίζει.
Λόγω της αυτονομίας τους, οι ερευνητές είδαν ακρωτηριασμένα χταπόδια ως έναν τρόπο να προσπαθήσουν να απαντήσουν σε ερωτήσεις σχετικά με το πώς αυτά τα κανιβαλιστικά ζώα αναγνωρίζουν τα δικά τους προσαρτημένα (και μη συνδεδεμένα) όπλα από δυνητικά τρόφιμα.
Οι ερευνητές ξεκίνησαν με τον ακρωτηριασμό ενός χεριού από τα κοινά χταπόδια ( Octopus vulgaris ) στο εργαστήριό τους. "Αυτό δεν είναι ένα τραυματικό γεγονός για τα χταπόδια, " εξηγεί ο Levy, ο οποίος πραγματοποίησε μεγάλο μέρος της εργαστηριακής εργασίας με τον συνάδελφό του Nir Nesher. «Χάνουν πολλά όπλα στη φύση πολλές φορές και συνεχίζουν να συμπεριφέρονται κανονικά και το χέρι μεγαλώνει».
Οι ερευνητές έβαλαν ένα χταπόδι και διάφορα αντικείμενα - ακρωτηριασμένα χέρια, χέρια με εκδορά, ψάρια, γαρίδες και πιάτα Petri μερικώς καλυμμένα με χταπόδι - σε μια δεξαμενή και παρακολούθησαν τι συνέβη. Οι ακρωτηριασμένοι βραχίονες δεν συνδέονταν ποτέ με τους εαυτούς τους ούτε έπιαζαν τους βραχίονες του ζωντανού χταποδιού στη δεξαμενή, αποφεύγοντας τους πρώην γειτονικούς κορόιδοι.
Τα κομμένα τα χέρια, όμως, μανδαλώθηκαν στα χέρια του χταπόδι και στο πλαστικό μέρος των πιάτων Petri. Οι ερευνητές μέτρησαν τη δύναμη που εφαρμόστηκε σε κάθε αντικείμενο και διαπίστωσαν ότι τα χέρια δεν εφάρμοζαν ποτέ δύναμη σύλληψης στο δέρμα. Έτσι, ανεξάρτητα από το σήμα που εμπόδιζε τα αντανακλαστικά πρόσδεσης κοπής, έπρεπε να προέρχεται από το δέρμα.
Ένα χταπόδι χύνει τα χέρια του πάνω από το φρέσκο ακρωτηριασμένο χέρι του, το χαστίζει, αλλά δεν πιάζει το δέρμα. Το χταπόδι κρατάει το βραχίονα μόνο στο σημείο ακρωτηριασμού, όπου εκτίθεται η σάρκα, και το κρατάει στο ράμφος χωρίς να το τρώει. (Βίντεο: Current Biology, Nesher et αϊ.) Το χταπόδι είναι απίστευτα περίπλοκο. αποτελείται από κύτταρα που αλλάζουν χρώμα που ονομάζονται χρωματοφόρες, μαζί με χημικά δίκτυα σηματοδότησης και νευρικά κύτταρα. Για να δοκιμάσουν αν ένα χημικό σήμα μπορεί να είναι στο παιχνίδι, βύσφησαν εκχυλισμένες εκκρίσεις δέρματος χταπόδι και εκκρίσεις δέρματος ψαριών σε διαφορετικά πιάτα petri και τα έβαλαν στις δεξαμενές των χταποδιών με τα κομμένα χέρια.
Οι δυνάμεις που εφαρμόζονται από τους διαχωρισμένους βραχίονες στα πιάτα Petri με χταπόδι ολικής αλέσεως ήταν 10 φορές λιγότερα από τα κανονικά τρυβλία Petri και 20 φορές λιγότερο από ένα τρυβλίο Petri με ψιλή λάσπη. Σαφώς, κάποιο είδος χημικής ουσίας του δέρματος μεταβίβασε το μήνυμα, "Οι κραδασμοί μακριά!"
Τα χημικά σήματα είναι ευρέως διαδεδομένα στη βιολογία, αλλά οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτό είναι το πρώτο χημικό σήμα που ενεργοποιεί μια συμπεριφορά κινητήρα που δεν κατεβαίνει από την αλυσίδα εντολής στον εγκέφαλο. Αυτό το σήμα όχι μόνο δεν κρατάει το πλάσμα από τον εαυτό του δεμένο σε κόμβους, αλλά πιθανότατα κρατά το ζώο από το να τρώει τα δικά του κομμένα χέρια. Σε δοκιμές δεξαμενών, τα ζωντανά χταπόδια μερικές φορές σφίγγονται και στα ακρωτηριασμένα όπλα, αλλά ήταν πιο πιθανό να πιάσουν ένα χέρι και να το χειριστούν σαν φαγητό αν δεν ανήκε ποτέ σε αυτά.
Το χταπόδι τοποθετεί το χέρι στο στόμα του, το επεξεργάζεται σαν φαγητό.Τα χημικά σήματα εμφανίζονται μοναδικά στο ζώο, αλλά ο καθορισμός του πόσο μοναδικό είναι κάθε σήμα και η καταγραφή της χημικής συνταγής απαιτεί περαιτέρω διερεύνηση. "Αυτή η χημική αναγνώριση του εαυτού, ιδιαίτερα σε έναν οργανισμό που έχει προσκολλήσεις που είναι τόσο ελεύθερες, αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της κατανόησης του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί ένα τέτοιο ζώο επειδή δεν υπάρχει κανένα άλλο ζώο σαν αυτό", λέει ο Βασίλειος.
Το μοναδικό σώμα και το περιφερικό νευρικό τους σύστημα έχουν επίσης τραβήξει την προσοχή των βιοβιοτικών ομάδων. Ορισμένα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να αναπτύξουν ένα μαλακό ρομπότ βασισμένο σε χταπόδι για εφαρμογές ιατρικού εξοπλισμού που βοηθούν στην μετακίνηση ασθενών σε εγκαταστάσεις φροντίδας ηλικιωμένων. Σε αυτή την περίπτωση, το ισραηλινό εργαστήριο συνεργάζεται με μια ευρωπαϊκή προσπάθεια που ονομάζεται STIFF-FLOP και αναπτύσσει ένα ευέλικτο ρομπότ που βασίζεται στο πλοκάμι του χταποδιού για να βοηθήσει με λιγότερο επεμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις.
"Ένας μηχανισμός όπως αυτός που βρήκαμε εδώ μπορεί να βοηθήσει πολύ τους μηχανικούς", λέει ο Levy. Για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να προγραμματίσουμε χειρουργικό εργαλείο τύπου χεριού χταπόδι για να αποφύγουμε τα εμπόδια με χημική αναγνώριση ή αν ο χειριστής πρέπει να σέρνεται μέσω των σωλήνων των εντέρων, μπορεί να προγραμματιστεί για να αποφευχθεί ο χειρισμός των τοιχωμάτων των εντέρων ", προτείνει.
Οι δυνατότητες φαίνονται άπειρες. Ίσως τα ρομπότ χταποδιών να εξερευνήσουν ακόμη και τα βάθη των ωκεανών μας κάποια μέρα ... με πλοκάμια που δεν κολλάνε μαζί, φυσικά.
Διόρθωση: Μια προηγούμενη έκδοση αυτού του άρθρου δήλωσε ότι το χταπόδι περιφερικό νευρικό σύστημα περιέχει 300 νεύρα αντί 300 νευρώνες.
