«Осьминоги используют уникальные стратегии передвижения, которые отличаются от таковых у других животных», — говорит Биньямин Хохнер из Еврейского университета в Иерусалиме. «Скорее всего, это связано с их мягким моллюсковым телом, которое привело к эволюции« странной »морфологии, позволяющей эффективно управлять движением без жесткого скелета».По словам Хохнера, более ранние исследования поведения осьминогов, проведенные командой Еврейского университета в Иерусалиме, были сосредоточены на целенаправленных движениях рук, таких как достижение цели или поднесение еды ко рту. Новое исследование — первое, которое решает более крупный вопрос: как осьминогам удается координировать свои восемь длинных гибких рук во время передвижения.
Осьминоги, скорее всего, произошли от животных, более похожих на моллюсков, с защитной внешней оболочкой и почти без движения. «В ходе эволюции осьминоги утратили свою тяжелую защитную оболочку и стали более маневренными, с одной стороны, но также более уязвимыми, с другой стороны», — говорит соавтор исследования Гай Леви. «Их двигательные способности развивались намного быстрее, чем у типичных моллюсков, вероятно, чтобы компенсировать отсутствие панциря».Развитие типичной стопы улитки в длинные и тонкие руки дало осьминожкам необычайную гибкость. Великолепное зрение в сочетании с высокоразвитым крупным мозгом и способностью к цветной маскировке сделали головоногих очень успешными охотниками. Но как они контролируют движения этих замечательных тел?
После просмотра кадра за кадром видеозаписей осьминогов в действии исследователи сделали несколько удивительных открытий, о которых сообщается в новом исследовании. Несмотря на двустороннюю симметрию тела, осьминог может ползать в любом направлении относительно его положения тела. Ориентация его тела и направление ползания контролируются независимо, и в его ползании отсутствуют какие-либо видимые ритмические паттерны координации конечностей.
Хохнер, Леви и их коллеги показывают, что эта необычная маневренность осьминогов проистекает из радиальной симметрии их рук относительно тела и простого механизма, с помощью которого руки создают тягу ползания: толкание за счет удлинения.«Эти два вместе создают механизм, посредством которого центральный контроллер выбирает момент за моментом, какие рычаги задействовать для мгновенного толкания тела», — пишут исследователи. Животному нужно только выбрать, какие руки активировать, чтобы определить направление движения.
Полученные данные подтверждают так называемую концепцию воплощенной организации. С традиционной точки зрения, стратегии управления моторикой разрабатываются с учетом тела. Но, как говорят исследователи, в рамках воплощенной организации контроль и тело развиваются синхронно в контексте среды, с которой эти тела взаимодействуют.
«Эта концепция, заимствованная из робототехники, утверждает, что оптимальное поведение автономного робота или животного достигается в результате оптимизации взаимных и динамических взаимодействий между мозгом, телом и постоянно меняющейся окружающей средой, что приводит к для оптимальной адаптации системы в целом к ее экологической нише », — говорит Леви. «Еще одним важным достоинством этого типа организации является то, что каждый уровень, включая физические свойства и морфологию, вносит свой вклад в контроль возникающего поведения — и не только мозг, как мы склонны думать».Леви и Хохнер говорят, что их следующий шаг — раскрыть нейронные цепи, участвующие в скоординированном ползании осьминогов.