Astoņkājiem ir ķermeņa uzbūve, kas, šķiet, ir radīta autonomai pārvietošanās. Katra ekstremitāte darbojas neatkarīgi, vienlaikus uzturot saikni ar nervu sistēmu, kas izplatīta visā ķermenī. Šāda organizācija ļauj šiem dzīvniekiem veikt vienlaicīgas kustības un koordinēt sarežģītas darbības, nepaļaujoties uz centrālo smadzeņu darbību. To intelekts izpaužas konkrētu uzdevumu veikšanā, spējā risināt problēmas un precīzā katras ekstremitātes izmantošanā. Rezultāts ir funkcionāla kombinācija, kas ļauj tiem pielāgoties mainīgiem apstākļiem un efektīvi izpētīt jūras dibenu.
Saturs
Pētījums atklāj katras ekstremitātes specializāciju
Pētījums, kas bija impulss šim pētījumam, parādīja, ka astoņkāji izmanto visas savas ekstremitātes dažādi. Darbs, kas publicēts žurnālā Scientific Reports bioloģes Chelsea O. Bennis un pētnieka Roger Hanlon vadībā, apraksta saikni starp dažādām ekstremitātēm un to veiktām uzdevumiem. Speciālisti atzīmēja, ka divas priekšējās ekstremitātes galvenokārt tiek izmantotas objektu izpētei un manipulācijai, bet aizmugurējās — pārvietošanai un ķermeņa pacelšanai . Šī diferenciācija balstās uz tūkstošiem kustību ierakstu analīzi, kas iegūti vairāku gadu laikā.
Astoņkāja ķermeni atbalsta unikāla muskuļu sistēma. Katra ekstremitāte sastāv no četrām muskuļu grupām, kas organizētas ap aksiālo nervu. Šī sistēma darbojas kā sensoro-motorā ass, pārraidot komandas gar ekstremitāti. Muskuļi var pagarināties, saīsināties, saliekties un rotēt, kas nodrošina astoņkājiem lielāku elastību nekā jebkuram citam mugurkaulniekam. Novērojumu laikā pētnieki novēroja, ka ekstremitātes var pieņemt dažādas formas katrā segmentā, no pamatnes līdz galam, un vienlaikus veikt dažādas darbības.
Lai dokumentētu šo uzvedību, biologi reģistrēja vairāk nekā 4000 kustību 25 astoņkājiem no trim dažādām sugām. Novērojumi tika veikti sešās ekosistēmās, tostarp Vigo estuārā un Karību jūras rifos. Pamatojoties uz šiem datiem, tika izveidota etogramma — uzvedības modeļu katalogs, kas ietver piecpadsmit darbību veidus un divpadsmit pamata kustības. Iegūtie kombināciju skaits sasniedza 6781 variantu , kas atspoguļo dzīvnieka motorikas sarežģītības pakāpi. Katrs modelis tika klasificēts atbilstoši ekstremitātes pozīcijai un tās funkcijai kopējā secībā.
Tā perifērā nervu tīkla palielina organisma autonomiju.
Antonio Figueras , pētnieks no CSIC Jūras pētījumu institūta, izskaidroja The Conversation , ka astoņkāji koncentrē lielāko daļu savu neironu perifērijā . Pēc viņa aprēķiniem, “perifērijā tiem ir septiņas reizes vairāk neironu nekā centrā, kamēr cilvēkiem ir pretējs attiecība: centrālajā nervu sistēmā to ir piecas līdz sešas reizes vairāk nekā pārējā ķermenī”. Šāds sadalījums izskaidro, kāpēc katra ekstremitāte var pieņemt lēmumus praktiski neatkarīgi. Turklāt 2022. gadā tika apstiprināts, ka katra ekstremitāte uztur nervu saikni ar divām blakus esošajām, kas pastiprina lokālo koordināciju starp segmentiem.
Rezultātu analīze apstiprināja, ka katra no astoņām ekstremitātēm spēj veikt jebkuras kustības, lai gan ar funkcionālām preferencēm. Priekšējās ekstremitātes dominē apkārtējās vides izpētē, veidojot 64 % reģistrēto darbību. Aizmugurējās ekstremitātes tiek izmantotas 36 % laika, galvenokārt, lai stumtu vai uzturētu līdzsvaru. Lateralizācija nav konstatēta: kreisā un labā ekstremitāte veic praktiski vienādu uzdevumu skaitu . Pētnieki secina, ka astoņkājis sadala aktivitāti līdzsvaroti, pielāgojoties aktuālajām vajadzībām.
Piesūcekņi šajā kontrolē spēlē ļoti svarīgu lomu. Uz katra taustekļa ir apmēram simts piesūcekņi, un katrs no tiem satur tūkstošiem neironu, kas spēj atpazīt garšas un tekstūru. Rodžers Henlons no ASV Jūras bioloģijas laboratorijas paskaidroja, ka “katrs piesūceknis ir ķīmiskās taksijas ģēnijs, kas atbilst cilvēka degunam, lūpām un mēlei vienā”. Kopumā astoņkājim var būt vairāk nekā 500 miljoni neironu, kas izkliedēti sistēmā, kas pārvērš katru tā ķermeņa daļu par aktīvu sensoro turpinājumu.
Inženieri cenšas reproducēt to kustību precizitāti.
Rezultāti ir interesanti arī inženierijas jomā. ASV Jūras pētījumu pārvalde finansēja daļu projekta, lai iegūtos rezultātus izmantotu augsti elastīgu un jutīgu robotizētu roku izstrādē.
Henlons paskaidroja, ka šīs zināšanas var izmantot, lai izveidotu ierīces, kas spēj darboties ierobežotā telpā vai grūti pieejamās vietās , piemēram, zemes nogruvumos vai zem ūdens. Viņš norādīja: : „Mums ir nepieciešama neliela, kustīga roka ar lielu elastību, kas ne tikai varētu sasniegt vajadzīgo vietu, bet arī tur veikt kādu noderīgu darbību.” Šī tehnoloģiskā vīzija saista pētījumu ar iespējamām lietošanas iespējām zemūdens glābšanas operācijās vai konstrukciju sabrukuma gadījumos , kur precizitāte un jutīgums ir izšķiroši.
