Открытие: щупальца осьминога управляются уникальной нервной системой

Исследователи из Университета Чикаго выяснили, что частичная сегментация нервной системы помогает этим почти инопланетным существам умело управлять своими щупальцами. Научная статья вышла в Nature Communications.

«Если у вас есть нервная система, контролирующая столь динамичные движения, то такая сегментация — отличный способ организации. Мы думаем, что это свойство эволюционировало у мягкотелых головоногих с присосками для выполнения волнообразных движений», — считает нейробиолог Клифтон Рагсдейл.

Нервная система осьминогов — одна из самых необычных в мире. Она сильно распределена: значительная часть из 500 миллионов нейронов находится в щупальцах, и там количество нейронов больше, чем в голове осьминога. Щупальца способны какое-то время существовать независимо и могут реагировать на стимулы даже после отделения. Они обладают высокой степенью подвижности и могут самостоятельно изменять форму благодаря сотням присосок, которые «пробуют на вкус» химический состав окружающей среды. Нейроны в щупальцах сосредоточены вдоль осевой нервной струны с узлами вокруг каждой из присосок.

Анализируя продольные срезы щупалец осьминога Octopus bimaculoides, исследователи обнаружили неизвестную ранее анатомическую особенность. Вдоль нервного ствола нейронные клетки упакованы в сегменты, разделенные промежутками (септами), богатыми соединительной тканью, где нервы и вены выходят, чтобы соединиться с близлежащими мышцами.

Нервы из нескольких сегментов соединяются с различными областями мышц, что позволяет предположить, что сегменты работают вместе, управляя мышцами с высокой степенью точности. Нервы присосок также соединяются через перегородки, обеспечивая тонкое, индивидуальное управление каждой из них, поскольку осьминог использует их для восприятия окружающей среды посредством осязания и вкуса.

«Разделение на сегменты является лучшим способом управления столь длинным и гибким щупальцем», — считает Ольсен.

Кальмары разошлись с осьминогами на эволюционном древе около 270 миллионов лет назад и имеют иное строение конечностей. Часть щупалец — с присосками, часть — без. Исследователи обнаружили, что у кальмара архитектура осевой нервной струны отличается от осьминогов. Там, где нет присосок, сегментации не было, но она присутствовала в покрытых присосками частях конечностей. Это свидетельствует о связи сегментированного нервного строения с управлением присосками, и последняя очень важна для точного контроля.