Jeśli odetniesz ramię ośmiornicy, odcięta kończyna będzie poruszać się jeszcze przez co najmniej godzinę. Powodem jest to, że każde ramię ma
własny system kontroli, sieć około 400 tysięcy neuronów, które potrafią kierować jego ruchami bez żadnego rozkazu z mózgu tego stworzenia.
Setki przyssawek wzdłuż każdego ramienia także mogą zachowywać się niezależnie. Jeśli przyssawka dotyka przedmiotu, zmieni swój kształt, żeby stworzyć szczelne zamknięcie i skurczy mięśnie, by wytworzyć potężne ssanie. Chwyta i przysysa się odruchowo.
Ta budowa pozwala ośmiornicy na kontrolowanie swoich zdumiewających ramion bez nadmiernego wytężania mózgu. Twoje ramię ma niewiele stawów i może zginać się tylko na kilka sposobów. Ale ramię ośmiornicy może stworzyć tyle stawów, ile chce, w każdym kierunku i gdziekolwiek na całej swojej długości. Może także wydłużyć się, skurczyć i zmienić kształt. Aby kontrolować tak nieskończenie elastyczne kończyny, ośmiornica musi delegować kontrolę samym kończynom.
Ale co dzieje się, kiedy jedno ramie ociera się o drugie? Przyssawka chwyta obiekty odruchowo, dlaczego przez pomyłkę ośmiornice nie chwytają nieustannie własnych ramion?
W poszukiwaniu rozwiązania tej zagadki specjalista badający ramiona ośmiornicy, Benny Hochner, sprzymierzył się ze specjalistą studiującym przyssawki ośmiornicy, Frankiem Grasso. „Przyssawki ośmiornicy są niedoceniane, jeśli chodzi o ich złożoność – mówi Grasso. – Jestem jednym z ich orędowników. Są naprawdę wyjątkowymi instrumentami manipulacji”.
Z pomocą Nira Neshera i GuyaLevy’ego zaobserwowali, że przyssawki świeżo amputowanego ramienia nigdy nie przyczepiają się do innego ramienia. Jasne, chwycą obdartą ze skóry część amputowanego ramienia lub nagą ranę w miejscu amputacji, ale nigdy samo ramię. Złapią szalkę, ale nie wtedy, kiedy jest pokryta skórą ośmiornicy.
Ośmiornice najwyraźniej mają na skórze jakiś rodzaj powłoki ochronnej przed przyssawkami. Zespół potwierdził to, przez uzyskanie substancji chemicznych ze skór ryb i ośmiornic i nałożenie tych koktajli na szalki. Odkryli, że wyciąg ze skóry ośmiornic blokował odruch chwytny przyssawki, ale nie robił tego wyciąg z rybich skór.
“Wszyscy wiemy, że ośmiornice bardzo polegają na wyczuwaniu chemicznym, ale nie robiliśmy wielu badań w tym kierunku” – mówi Jennifer Mather z University of Lethbridge, która bada zachowania ośmiornic. „Ta praca prawdopodobnie będzie początkiem”.
Czymkolwiek jest ten tajemniczy związek chemiczny, jest jasne, że ośmiornice mogą przezwyciężyć jego działanie. Zespół pokazał, że żywe zwierzęta czasami chwytają amputowane ramię. Ich mózgi potrafią zawetować odruch ich przyssawek.
Potrafią także odgadnąć, czy amputowane ramię należy do nich, czy do innej ośmiornicy. Jeśli wyczuwają amputowane ramię innego osobnika, często badają je, chwytają i trzymają w „dziobie” w niezwykłej postawie, którą zespół nazwał „trzymaniem spaghetti”. (Ośmiornice zwyczajne uprawiają kanibalizm, więc pływające ramię jest dozwoloną zdobyczą.) Kiedy jednak wyczuwają własne odcięte ramię, na ogół unikają go i rzadko kiedy traktują jako żywność.
„Daje nam to pojęcie, jak ośmiornice mogą tworzyć poczucie siebie – nie wzrokiem, co byłoby beznadziejne przy ich zmieniającym się wyglądzie, ale przez sygnały chemiczne” – mówi Mather.
Samounikające ramiona ośmiornicy są wspaniałym przykładem ucieleśnionego poznania – koncepcji, że ciało zwierzęcia może wpływać na jego zachowanie niezależnie od jego mózgu. Jak wyjaśniają Andrew Wilson i Sabrina Golonka, “mózg nie jest jedynym dostępnym nam środkiem rozwiązywania problemów. Nasze ciała… wykonują wiele pracy wymaganej do osiągnięcia naszych celów”.
Ośmiornica… no cóż… ucieleśnia tę koncepcję. Jej mózg rządzi wieloma jej decyzjami i kontroluje jej ramiona, ale ramiona mogą robić różne rzeczy samodzielnie, włącznie z nie wchodzeniem sobie wzajem w drogę. Zwierzę nie musi znać położenia każdego ze swoich ramion, by uniknąć żenującego zaplątania. Może pozwolić ramionom, by same unikały się wzajemnie.
Ta koncepcja może być pożyteczna przy projektowaniu robotów. Typowy robot, taki jak ASIMO Hondy polega na sterowaniu „z góry do dołu”, które kontroluje każdą jego akcję. Może dokonać z góry zaprogramowanych wyczynów, takich jak taniec lub bieg, ale przewracają go nawet niewielkie przeszkody. Jest nieelastyczny i niewydajny. W odróżnieniu od tego Big Dog z Boston Dynamics polega na ucieleśnionym poznaniu. Jego sprężyste nogi zaprojektowane są do reagowania na nierówny teren bez potrzeby nowych instrukcji z centralnego procesora. (Raz jeszcze dziękuję Andrew Wilsonowi i Sabrinie Golonka za przykłady.)
Dzięki badaniu ramion ośmiornicy naukowcy mogą któregoś dnia być w stanie zaprojektować miękką wersję Big Dog, łącząc jego elastyczne ruchy z równie elastyczną figurą. Może Big Octopus.
Źródło: Nesher, Levy, Grasso & Hochner. 2014. Self-Recognition Mechanism between Skin and Suckers Prevents Octopus Arms from Interfering with Each Other. Current Biology. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.04.024
Why octopus arms don’t get tangled
Not Exactly Rocket Science, 15 maja 2014
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Ed Yong
Mieszka w Londynie i pracuje w Cancer Research UK. Jego blog „Not Exactly Rocket Science” jest próbą zainteresowania nauką szerszej rzeszy czytelników poprzez unikanie żargonu i przystępną prezentację.
Strona www autora
