Зоологи проникли в тайну движения осьминогов

Зоологи проникли в тайну движения осьминогов
Ходу и ловкости им «придает радиальная симметрия его конечностей»
«Чтобы выяснить, как осьминогам удается легко и эффективно управляться с их многочисленными конечностями, нейрофизиологи из Еврейского университета Иерусалима провели покадровый анализ видеосъемки преодоления животными препятствий в баке с водой. О секретах движения моллюсков ученые рассказали на страницах журнала Current Biology, а коротко об исследовании написал Live Science.
Оказалось, что ловкость осьминогу Octopus vulgaris придает радиальная симметрия его конечностей. Животное передвигается, упираясь щупальцем в дно или другую поверхность и затем растягивая его, — в результате такого удлинения туловище перемещается в противоположную от щупальца сторону. Поскольку конечности осьминога расположены вдоль тела с равными интервалами, для выбора направления движения достаточно решить, какое щупальце вытягивать. Чтобы сдвинуться вправо, надо растянуть левые щупальца, чтобы пойти вперед — задние.
Более того, осьминоги, в отличие от большинства животных с двусторонней симметрией тела, не должны смотреть туда, куда передвигаются. Эти моллюски способны ползать в любом направлении, не разворачиваясь туда всем корпусом. На видео это наглядно демонстрируют зеленая (ориентация тела) и синяя (направление движения) стрелки.
Ученые также обнаружили, что в движениях осьминога нет ритма. Это отличает головоногих моллюсков от большинства остальных животных (от насекомых до людей), чья нервная система автоматически встраивает ритм в их движения, — у человека, например, это чередование шагов левой и правой ноги. Некоторые ритмические закономерности обнаружились лишь у отдельных щупалец (сокращение и удлинение).
Осьминоги, по всей видимости, освоили этот уникальный способ движения в ходе эволюции. В отличие от других моллюсков, они лишены защитной раковины и должны были стать максимально ловкими и быстрыми. По мнению ученых, осьминоги произошли от похожего на улитку животного, единственная конечность которого превратилась в восемь гибких и ловких щупалец. Наряду с этим эволюция наделила осьминогов отличным зрением, высокоразвитым мозгом и способностью менять окраску под цвет окружающей среды,- повествует «Лента.ру».
В свою очередь «Вести.ру» передают, что «зоологи описали уникальную координацию осьминогов».
«Осьминоги, хоть и являются беспозвоночными животными, обладают крайне сложной анатомией и физиологией. Их мозг контролирует движения симметричного тела и восьми гибких конечностей, при помощи которых моллюски передвигаются и питаются.
Команда зоологов из Еврейского университета в Иерусалиме подробно изучила двигательный аппарат осьминогов и описала их уникальную координацию. Исследователи провели кинематический анализ и рассказали, что эти животные используют уникальную стратегию управления своим телом, отличающуюся от всех других в животном мире.
"Уникальность моторики осьминогов, скорее всего, обусловлена наличием у них мягкого тела. В ходе эволюции эти моллюски выработали особую морфологию, позволяющую эффективно управлять всем телом даже без жёсткого каркаса в виде скелета", — рассказывает ведущий автор исследования Биньямин Хонэр (Binyamin Hochner).
В предыдущих своих исследованиях команда Хонэра изучала, как осьминоги управляются со своими конечностями для захвата пищи и передвижений. Теперь же новая работа направлена на исследование координации всего тела моллюска.
Вероятнее всего, осьминоги произошли от двустворчатых моллюсков, которые жили в раковинах и не имели двигательного аппарата вообще. В ходе эволюции затем они потеряли свой панцирь, что сделало их более манёвренными, но и более уязвимыми для окружающих хищников.
"Осьминогам пришлось развивать свою моторику намного быстрее, чем это обычно происходит в ходе эволюции, так как они были гораздо более подвержены нападениям, чем их собратья-двустворчатые моллюски", — говорит соавтор исследования Ги Леви (Guy Levy).
Приобретённые в ходе эволюции длинные и гибкие конечности дали осьминогам исключительную гибкость. Вместе с прекрасным зрением, высокоразвитым мозгом и способностью к камуфляжу эти головоногие моллюски стали прекрасными охотниками. Их слаженность движений всегда поражала зоологов, ведь все эти способности находятся под управлением единой моторной системы.
Исследователи изучали видеозаписи движений осьминогов в естественной среде обитания и сделали несколько интересных открытий. Несмотря на двусторонне-симметричное тело, это животное способно ползти в любом направлении. Положение тела и направление движения контролируются независимо друг от друга, а само передвижение лишено характерных ритмических повторений в координации конечностей.
Хонэр и его коллеги продемонстрировали, что редкая манёвренность осьминогов является следствием радиальной симметрии их конечностей относительно туловища и простого механизма, с помощью которого эти конечности обеспечивают движение — толчок и растягивание.
"Эти два фактора — симметрия и особый двигательный механизм — определяют работу центрального контроля, который выбирает точную стратегию для движений в каждый отдельно взятый момент времени. Так осьминогам остаётся только выбирать, какой из восьми конечностей совершить то или иное движение, чтобы достичь максимального эффекта", — рассказывает Хонэр.
В ближайшее время Хонэр и Леви планируют изучить нейронные цепи, участвующие в каждом жизненно важном для осьминога движении. Полученные же результаты были описаны в статье в журнале Current Biology,- повествуют «Вести.ру».