რვაფეხები ჯერ კიდევ მრავალ საიდუმლოს გვიმალავენ, მაგრამ სულ ახლახან, მეცნიერებმა გარკვიეს, როგორ აღწევენ ისინი ასეთ გასაოცარ სიმარჯვეს.
ამ თითქმის უცხოპლანეტელი ცხოველის მიერ ხელების ასეთი დახვეწილი კონტროლი სულ მცირე ნაწილობრივ მაინც გამოწვეულია მათი მმართველი ნერვული სისტემის წრედის სეგმენტირებით. ჩიკაგოს უნივერსიტეტის მეცნიერთა ეს აღმოჩენა იმ უცნაური გზის გაგებაში გვეხმარება, რომლითაც თავფეხიანები ახდენენ ნავიგაციას. ამავე დროს, ეს ინფორმაცია შეიძლება გამოსადეგი აღმოჩნდეს რბილი რობოტების სამომავლო დიზაინისთვისაც.
„თუ გაქვს ნერვული სისტემა, რომელიც ასეთ დინამიკურ მოძრაობებს აკონტროლებს, შესანიშნავია. ვფიქრობთ, ეს ის მახასიათებელია, რომელიც კონკრეტულად რბილსხეულიან, საცეცების მქონე თავფეხიანებში ჩამოყალიბდა, რათა ჭიაყელას მსგავსი მოძრაობები შეასრულონ“, — ამბობს ნეირობიოლოგი კლიფტონ რაგსდეილი.
რვაფეხას ნერვული სისტემა ერთ-ერთი ყველაზე უჩვეულოა მთელ დედამიწაზე. სხვა გონიერი ცხოველებისგან განსხვავებით, ის ძლიერ გადანაწილებულია — 500 მილიონი უცნაური ნეირონის მნიშვნელოვანი პროპორცია რვავე ხელში ვრცელდება. უფრო მეტიც, რვაფეხას ხელებში უფრო მეტი ნეირონია, ვიდრე თავში.
რვაფეხას მკლავებს გადაწყვეტილებების ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად მიღება შეუძლიათ და სტიმულებზე რეაქცია მათი შეწყვეტის შემდეგაც კი შეიძლება გააგრძელონ. თითოეულ მკლავს დამოუკიდებლობის იმაზე მაღალი ხარისხი აქვს, ვიდრე ჩვენ შეგვიძლია დავთვალოთ. მისი ასობით მწოვარიდან ნებისმიერს შეუძლია გაიგოს რვაფეხას გარემოს ქიმიური შემადგენლობა და ფორმა დამოუკიდებლად შეიცვალოს.
რვაფეხას ხელებში არსებული ნეირონები კონცენტრირებულია ღერძული ნერვული ქორდის გასწვრივ, რომელიც თითოეული მკლავის სიგრძეზეა დატალღული და კვანძები ცენტრირებულია ყოველი მწოვარას გარშემო. ეს ყველაფერი კომპლექსური და ფოკუსირებული ჩანს; ამიტომ, ნეირომეცნიერ კასადი ოლსენის ჯგუფს სურდა დეტალურად შეესწავლა, რათა მეტი შეეტყოთ მისი ფუნქციონირების შესახებ.
როდესაც კალიფორნიული ორწერტილიანი რვაფეხას (Octopus bimaculoides) ხელის ორი გრძივი ნაჭერი მიკროსკოპის ქვეშ მოათავსეს, ისეთი რაღაც ნახეს, რაც იქამდე არასოდეს ენახათ. ღერძული ნერვული ქორდის გასწვრივ, ნეირონული უჯრედები სეგმენტებადაა შეჯგუფებული და ერთმანეთისგან გამოყოფს შემაერთებელი ქსოვილით მდიდარი ნაპრალები, რომლებსაც სეპტას უწოდებენ. იქიდან კი გამოდის ნერვები და ვენები, რომლებიც ახლომდებარე კუნთებს უერთდება.
მიჰყვნენ რა ამ კავშირებს, მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ მრავალი სხვადასხვა სეგმენტის ნერვები კუნთების სხვადასხვა რეგიონს აერთებს. ეს კი იმაზე მიუთითებს, რომ სეგმენტები ერთობლივად მუშაობენ, რათა კუნთები მაღალი სიზუსტით აკონტროლონ.
დაადგინეს, რომ მწოვარების ნერვები ერთმანეთს ასევე უკავშირდება სეპტის მეშვეობით და წარმოქმნიან მწოვარების ერთგვარ ნერვულ სივრცულ რუკას, რაც თითოეული მათგანის დახვეწილი კონტროლის საშუალებას იძლევა, როცა რვაფეხა მათ შეხების გზით გარემოს შესაგრძნობად იყენებს.
„ამ ძალიან გრძელი, მოქნილი მკლავების კონტროლის სისტემის შექმნის საუკეთესო გზა მისი სეგმენტებად დაყოფა იქნებოდა. სეგმენტებს შორის უნდა იყოს გარკვეული სახის კომუნიკაცია, რომელიც მოძრაობების დახვეწას ეხმარება“, — ამბობს ოლსონი.
შემდეგი ნაბიჯი იყო იმის გარკვევა, თუ რა კავშირია ღერძული ნერვული ქორდის სეგმენტაციასა და მის ფუნქციას შორის; ამისათვის შეისწავლეს თავფეხიანების სხვა ჯგუფის, კალმარების ასეთივე არქიტექტურა.
ეს ცხოველები რვაფეხებს დაახლოებით 270 მილიონი წლის წინ გამოეყვნენ და მათი საცეცების განლაგება ოდნავ სხვანაირია. კამლარებსაც მწოვარებიანი რვა ხელი აქვთ, მაგრამ ასევე აქვთ ორი საცეცი, რომლებსაც მწოვარები სიგრძეზე კი არ აქვთ, არამედ დაბოლოებაზე.
კალმარები და რვაფეხები თავიან კიდურებს სხვადასხვანაირად იყენებენ. რვაფეხები იყენებენ კვლევისათვის, ზღვის ფსკერზე მოძრაობისთვის, ობიექტებზე მანიპულირებისთვის, კალმარები კი იყენებენ ღია წყალში მსხვერპლის დასაჭერად.
მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ კალმარის სახეობა Doryteuthis pealeii-ის ღერძული ნერვული ქორდის არქიტექტურა საკმაოდ განსხვავდება რვაფეხებისგან. ამას გარდა, უმწოვარებო საცეცების ღეროებში არ ფიქსირდებოდა სეგმენტაცია; თუმცა, ნერვების სეგმენტაცია დაფიქსირდა მწოვარებიან დაბოლოებებზე.
აღმოჩენა მიუთითებს, რომ სეგმენტირებული ნერვული სისტემა დაკავშირებულია მწოვარებიანი საცეცების კონტროლთან, რაც გადამწყვეტია დახვეწილი, მარჯვე კონტროლისთვის. კალმარებს სავარაუდოდ ამდენი სეგმენტი არ სჭირდებათ, რადგან საკუთარ მწოვარებს ისინი გარემოს შესასწავლად ისე არ იყენებენ, როგორც რვაფეხები.
„მწოვარებით გადაჭედილი საცეცების მქონე ორგანიზმებს, რომლებსაც ჭიაყელას მსგავსი მოძრაობები ახასიათებთ, შესაბამისი სახის ნერვული სისტემა სჭირდებათ. სხვადასხვა თავფეხიანებს სეგმენტირებული სტრუქტურა ჩამოუყალიბდათ — ეს დეტალი ცვალებადია მათი გარემოს შესაბამისი საჭიროებებისა და ასობით მილიონწლიანი ევოლუციური წნეხის მიხედვით“, — ამბობს რეგსდეილი.
კვლევა Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
