بازوهای اختاپوس با مهارت باورنکردنی، خم شدن، پیچش و پیچش با درجات آزادی تقریبا بی نهایت حرکت می کنند. تحقیقات جدید در دانشگاه شیکاگو نشان داد که مدار سیستم عصبی که حرکت بازو را در اختاپوس کنترل می‌کند، تقسیم‌بندی شده است و به این موجودات خارق‌العاده کنترل دقیقی روی هر هشت بازو و صدها مکنده می‌دهد تا محیط خود را کشف کنند، اشیا را بگیرند و طعمه را بگیرند. p>
کلیفتون راگزدیل، دکترای نوروبیولوژی در شیکاگو و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: «اگر می‌خواهید یک سیستم عصبی داشته باشید که چنین حرکت پویایی را کنترل می‌کند، این راه خوبی برای تنظیم آن است. /p>
“ما فکر می کنیم این یک ویژگی است که به طور خاص در سرپایان نرم بدن با مکنده برای انجام این حرکات کرم مانند تکامل یافته است.”
“سفالوپودهای مختلف ساختار قطعه‌ای پیدا کرده‌اند که جزئیات آن بر اساس نیازهای محیطی و فشارهای صدها میلیون سال تکامل متفاوت است.”
در حالی که اختاپوس ها و ماهی مرکب بیش از 270 میلیون سال پیش از یکدیگر فاصله گرفتند، وجوه مشترک در نحوه کنترل قسمت هایی از زائده های خود با مکنده ها – و تفاوت در قسمت هایی که این کار را نمی کنند – نشان می دهد که چگونه تکامل همیشه موفق به یافتن بهترین راه حل می شود. /p>
“ارگانیسم هایی با این زائده های مملو از مکنده که حرکات کرم مانندی دارند به سیستم عصبی مناسب نیاز دارند.”
این ماهی مرکب دارای هشت بازو با ماهیچه ها و مکنده هایی مانند اختاپوس به اضافه دو شاخک است. شاخک ها دارای یک ساقه بلند بدون مکنده هستند و در انتهای آن یک چماق وجود دارد که دارای مکنده است. در حین شکار، ماهی مرکب می‌تواند شاخک‌ها را به بیرون پرتاب کند و با چماق‌های مجهز به مکنده طعمه را بگیرد.
اعصاب مکنده ها نیز از طریق این سپتوم ها از ANC خارج می شوند و به طور سیستماتیک به لبه بیرونی هر مکنده متصل می شوند. این نشان می دهد که سیستم عصبی یک نقشه فضایی یا توپوگرافیکی از هر مکنده تنظیم می کند.
مطالعه “تقسیم بندی عصبی در بازوهای سفالوپود” در 15 ژانویه 2025 در Nature Communications منتشر شد.
چماق های شاخک ماهی مرکب دارای بخش های کمتری در هر مکنده هستند، با این حال، احتمالاً به این دلیل که از مکنده ها برای ایجاد حس مانند اختاپوس ها استفاده نمی کنند. ماهی مرکب برای شکار در آب های آزاد بیشتر به دید خود متکی است، در حالی که اختاپوس ها در کف اقیانوس پرسه می زنند و از بازوهای حساس خود به عنوان ابزاری برای اکتشاف استفاده می کنند.
با استفاده از نشانگرهای سلولی و ابزارهای تصویربرداری برای ردیابی ساختار و اتصالات از ANC، آنها مشاهده کردند که بدن سلول های عصبی در ستون هایی بسته بندی شده اند که قطعاتی را تشکیل می دهند، مانند یک لوله راه راه. این بخش ها با شکاف هایی به نام سپتا از هم جدا می شوند، جایی که اعصاب و رگ های خونی به عضلات مجاور خارج می شوند. اعصاب از چندین بخش به مناطق مختلف ماهیچه ها متصل می شوند، که نشان می دهد این بخش ها برای کنترل حرکت با هم کار می کنند.
اولسون گفت: «با فکر کردن به این موضوع از منظر مدل‌سازی، بهترین راه برای راه‌اندازی یک سیستم کنترل برای این بازوی بسیار طولانی و انعطاف‌پذیر، تقسیم آن به بخش‌ها خواهد بود.» “باید نوعی ارتباط بین بخش ها وجود داشته باشد، که می توانید تصور کنید که به آرام کردن حرکات کمک می کند.”
او و نویسنده همکارش گریس شولز، دانشجوی فارغ التحصیل در توسعه، بازسازی و زیست شناسی سلول های بنیادی، سعی داشتند برش های نازک و دایره ای بازوها را زیر میکروسکوپ ببینند، اما نمونه ها مدام از روی لام می افتادند. آنها نوارهای طولی بازوها را امتحان کردند و شانس بیشتری داشتند که منجر به کشف غیرمنتظره‌ای شد.