Самый близкий к инопланетянину на Земле: раскрыт секрет невероятной гибкости рук осьминога

Мировой океан покрывает большую часть поверхности нашей планеты и является домом для самых причудливых существ. Некоторые из них выглядят весьма инопланетно и не перестают удивлять ученых. Например, наши собственные руки в сравнении с конечностями осьминога примерно столь же гибкие, как и старые ветки дерева, пишет Science Alert.

В общей сложности голова осьминога несет восемь щупалец, или рук, и ученые полагают, что их анатомия должна быть не менее уникальной, чем и сами эти животные. В новом исследовании команда из Университета штата Сан-Франциско сосредоточилась на том, чтобы пролить свет на их тайну и впервые в истории наиболее полно картировать переплетение мышц и нервов в руках осьминогов.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

До сих пор эта задача казалась исключительно сложной, а наши знания были ограничены сбором двухмерных срезов и догадками о том, как они работают. Теперь два исследования из лаборатории эволюционного биолога Робина Крука в Университете штата Сан-Франциско выявили беспрецедентный уровень детализации тканей существа, которого многие считают наиболее близким к инопланетянину на Земле.

Предыдущие исследования уже дали широкое понимание взаимодействия между косыми и продольными мышцами, а также того, как сотни миллионов нейронов собираются в кластеры, известные как ганглии, чтобы дать каждой руке свой собственный уровень контроля. По сути, каждое из щупалец осьминога может двигаться отдельно от другого и индивидуально выполнять ту или иную задачу.

Так же, как и человеческий мозг представляет собой сеть различных классов нейронов, работающих под управлением широкого спектра нейротрансмиттеров, нервная система рук осьминога должна иметь определенный уровень нейрохимической организации, позволяющий им двигаться, чувствовать и думать с определенной степенью автономности.

В новом исследовании Крук с командой провели два отдельных исследования, что помогло им реконструировать расположение и классификацию нервов в руках особей карликового осьминога Бока (Octopus bocki).

В первом исследовании команда провела эксперимент с использованием формы ДНК-технологии для маркировки и идентификации различных типов нервных клеток. В результате им удалось получить изображение рук головоногого моллюска с высоким разрешением — для этого ученые использовали новый ультрасовременный микроскоп. Им удалось воспроизвести, как каждый класс нервных клеток распределяется в трех измерениях.

Во втором исследовании ученые использовали электронную микроскопию для реконструкции архитектуры нейронов, мышц и кожи — им удалось воссоздать, как различные ткани соединяются и отсоединяются.

В результате команда создала альтернативную 3D-карту и смогла обнаружить удивительные закономерности в коре головного мозга осьминога, косые соединения внутримышечных нервных тяжей, повторяющиеся структуры, содержащие нервные ганглии и кровеносные сосуды, соответствующие положению присосок, а также расположение редких, увеличенных нервных клеток в клеточных слоях.

Таким образом ученые впервые в истории создали полный атлас анатомии осьминога, который в дальнейшем позволит проследить эволюционный путь головоногого моллюска.