Zamislite da su vam se ruke zataknule za gotovo sve što ih je dotaklo. Ljudi se o tome moraju brinuti samo u nesretnim incidentima koji uključuju ludo ljepilo. Mogli biste, međutim, pomisliti da će hobotnica patiti od prekomjerno vezanih udova: njihovih osam ticala obložene su stotinama taktilnih čašica za usisavanje koje mijenjaju oblik i osjećaj hrane. Dakle, zašto se ove ruke ne lijepe ili ne završavaju u čvorovima?
Povezani sadržaj
- Deset znatiželjnih činjenica o hobotnicama
- Odužene ruke hobotnice imaju svoj vlastiti um
- Mimički hobotnica
„Iznenađujuće je da to pitanje nitko nije ni postavio“, kaže Guy Levy, istraživač u laboratoriju neurobiologa hobotnice Benny Hochner sa hebrejskog Nacionalnog sveučilišta u Jeruzalemu. Problem nakupljanja ruku i vezivanja u čvorove može se činiti glupim iz ljudske perspektive. Ali za hobotnicu je važan evolucijski podvig kontrole pokreta.
Levy, Hochner i njihove kolege u SAD-u i Izraelu misle da su shvatili kako to rade hobotnice. Prema njihovoj današnjoj studiji objavljenoj u časopisu Current Biology, koža hobotnice proizvodi kemijski signal za nadvladavanje refleksa usisne čašice ticala. Svaki kemijski signal može biti jedinstven i za hobotnicu, što bi spriječilo i ove ponekad kanibalističke organizme da pojedu odsječene dijelove svojih ruku.
Znanstvenice su zainteresirane za ove vanzemaljske životinje jer slične ljudima imaju velike mozgove. Ti mozgovi se sastoje od 200 milijuna neurona i sposobni su rješavati probleme i pamtiti (pa čak i predvidjeti važne nogometne igre). "Stvarno razumijevanje svjetonazora hobotnice je presudno za razumijevanje koji su faktori koji stvaraju veliki mozak", kaže Jennifer Basil, biologinja s CUNY-ovog Brooklyn Collegea koja nije bila povezana s istraživanjem.
Živčani sustav hobotnice razlikuje se od našeg na ključni način: 300 milijuna perifernih neurona proteže se kroz ruke škaklja i olakšava kretanje. Palac koji se može suprotstaviti je sjajan, ali ovi prepešački pipci pružaju hobotnicama slobodu pokreta koja im omogućuje da ugrabe hranu, sakriju se u malim prostorima i ukradu kamere ronioca.
Suzne čašice koje postavljaju pipaka Octopus vulgaris hvataju se kemijskim i senzornim signalima kako bi u osnovi okusile potencijalne prehrambene namirnice. (Foto: © Ingo Arndt / Foto Natura / Minden Pictures / Corbis) "Hobotnica ima potpunu kontrolu nad svojim rukama, ali kontrola je raspoređena između mozga i ruku, koji su u određenoj mjeri autonomni", kaže Levy. Dakle, kada se ruka hobotnice odseče slučajno ili u borbi s grabežljivcem, ostaje aktivna oko sat vremena - instinktivno hvatajući i držeći sve što ga dodirne.
Zbog svoje autonomije, istraživači su amputirano oružje hobotnice pokušali odgovoriti na pitanja kako ove kanibalističke životinje prepoznaju vlastite prikačene (i neprivržene) ruke iz potencijalne hrane.
Istraživači su započeli humanim amputiranjem ruke od uobičajenih hobotnica ( Octopus vulgaris ) u svom laboratoriju. "Ovo nije traumatičan događaj za hobotnice", objašnjava Levy, koji je veći dio laboratorijskog posla obavio sa svojim kolegom Nirom Nesherom. "Mnogo puta gube oružje i nastavljaju se normalno ponašati, a ruka raste natrag."
Istraživači su stavili hobotnicu i različite predmete - amputirane ruke, kožne ruke, ribe, škampe i petrijeve dijelove dijelom prekrivene kožom hobotnice - u spremnik i promatrali što se dogodilo. Amputirane ruke nikada nisu bile vezane za sebe niti su se hvatale za ruke žive hobotnice u spremniku, umjesto toga izbjegavajući njene bivše susjedne sisice.
Međutim, razdijeljene ruke povukle su se za kožne hobotnice i plastični dio petrijevih posuda. Istraživači su izmjerili silu primjenjenu na svaki predmet i otkrili su da ruke nikada nisu prijavile silu na kožu. Dakle, bez obzira na to što je sprečavao reflekse usisavača, morao je dolaziti s kože.
Hobotnica trlja ruke preko svoje svježe amputirane ruke, miluje je, ali ne hvata kožu. Hobotnica hvata lepršavu ruku samo na mjestu amputacije, gdje je meso izloženo, i drži je u kljunu, a da ga ne pojede. (Video: Trenutna biologija, Nesher i dr.) Koža hobotnice je nevjerojatno složena; Sastoji se od stanica koje mijenjaju boju, a koje se nazivaju kromatofori, zajedno s mrežama kemijske signalizacije i živčanim stanicama. Kako bi provjerili može li se igrati kemijski signal, razmazali su izvađene izlučevine kože hobotnice i riblji sekret na različitim petrijevim posudama, te ih odrezanim rukama stavili u spremnike hobotnice.
Sile koje su odsječene ruke primjenjivale na petrijeve posude sa sluznicom hobotnice bile su 10 puta manje od obične petrijeve posude i 20 puta manje od petrijeve posude sa ribom. Jasno, neka vrsta kožne kemikalije prenijela je poruku: "Pipalice isključene!"
Kemijski signali su široko rasprostranjeni u biologiji, ali istraživači primjećuju da je ovo prvi kemijski signal koji pokreće motoričko ponašanje koje ne silazi sa zapovjednim lancem u mozak. Ovaj signal ne samo da sprečava stvorenje da se veže u čvorove, već vjerojatno sprečava životinju da ne jede svoje odsečene ruke. Na testovima tenkova, žive hobotnice ponekad su se prikovale i za amputirane ruke, ali je veća vjerojatnost da će ih uhvatiti za ruku i nositi se s hranom ako im nikad ne pripada.
Hobotnica stavlja ruku u usta, tretirajući je poput hrane.Kemijski signali izgledaju jedinstveno za životinju, ali određivanje koliko je svaki signal jedinstven i određivanje kemijskog recepta zahtijeva daljnje istraživanje. "Ovo kemijsko prepoznavanje sebe, posebno u organizmu koji ima tako slobodne oblike, sastavni je dio razumijevanja kako takva životinja djeluje, jer nema druge životinje poput ove", kaže Basil.
Njihovo jedinstveno tijelo i periferni živčani sustav također su plijenili pozornost biorobotskih skupina. Brojni laboratoriji širom svijeta pokušavaju razviti mekog tijela robota temeljenog na hobotnici za primjenu medicinske opreme za pomoć premještanju pacijenata u ustanove za njegu starijih osoba. U ovom slučaju, izraelski laboratorij djeluje s europskim naporima zvanim STIFF-FLOP koji razvija fleksibilnu ruku robota koja se temelji na šipku hobotnice za pomoć kod manje invazivnih operacija.
"Mehanizam poput onoga kojeg smo ovdje pronašli može biti od velike pomoći inženjerima", kaže Levy. Na primjer, netko bi mogao programirati kirurški alat nalik na hobotnicu kako bi se izbjegle prepreke kemijskim prepoznavanjem, ili "ako manipulator mora puzati kroz cijevi crijeva, može se programirati da izbjegne manipuliranje zidovima crijeva", sugerira on.
Izgledaju beskrajne mogućnosti. Možda bi roboti hobotnice neki dan čak istražili dubine našeg oceana… s tartulovima koji se, naravno, ne lijepe.
Ispravljanje: Ranija verzija ovog članka navela je da periferni živčani sustav hobotnice sadrži 300 živaca umjesto 300 neurona.
