Не было бы полезно внезапно воздвигнуть из кожи 3D-шипы, подержать их час, а потом еще быстрее втянуть и уплыть? Осьминоги и каракатицы могут делать это в качестве тактики маскировки, принимая неровные очертания, чтобы имитировать кораллы или другие морские укрытия, а затем сглаживая кожу, чтобы улететь. Новое исследование проясняет нервные и мышечные механизмы, лежащие в основе этой экстраординарной тактики защиты, проведенное учеными из Морской биологической лаборатории (MBL), Вудс-Хоул, и Кембриджского университета, США. K. Исследование опубликовано в iScience, новом междисциплинарном журнале Cell Press.
«Самым большим сюрпризом для нас стало то, что эти кожные шипы, называемые сосочками, могут сохранять свою форму в растянутом положении более часа, при этом нервные сигналы их не контролируют», - говорит Палома Гонсалес-Беллидо, преподаватель неврологии в Кембриджском университете и бывший научный сотрудник MBL. Группа обнаружила, что это устойчивое напряжение возникает из-за специальной мускулатуры сосочков, которая похожа на механизм «захвата» у моллюсков и других двустворчатых моллюсков..
«Механизм захвата позволяет двустворчатому моллюску защелкнуть свою раковину и держать ее закрытой, если появится хищник и попытается подтолкнуть ее», - говорит автор корреспонденции Тревор Уордилл, научный сотрудник Кембриджского университета. бывший штатный научный сотрудник MBL. Вместо того, чтобы использовать энергию (АТФ), чтобы держать скорлупу закрытой, напряжение поддерживается гладкими мышцами, которые подходят как замок и ключ, пока химический сигнал (нейротрансмиттер) не освободит их. Ученые обнаружили, что аналогичный механизм может работать в сосочках каракатицы.
Гонсалес-Беллидо и Уордилл начали это исследование в 2013 году в лаборатории старшего научного сотрудника MBL Роджера Хэнлона, ведущего эксперта по камуфляжу головоногих. Лаборатория Хэнлона была первой, кто описал структуру, функцию и биомеханику сосочков, трансформирующих кожу, у каракатицы (Sepia officinalis), но их неврологический контроль был неизвестен.
Хэнлон предложил команде поискать «проводку», которая управляет работой сосочков у каракатицы. Как сообщалось здесь, они обнаружили двигательный нерв, предназначенный исключительно для контроля папиллярного и кожного натяжения, который берет свое начало не в мозге, а в периферическом нервном центре, называемом звездчатым узлом..
Удивительно, но они также обнаружили, что нейронная цепь, отвечающая за действие сосочков, удивительно похожа на нервную цепь кальмара, которая контролирует переливчатость кожи. Поскольку у каракатиц нет настраиваемой радужности, а у кальмаров нет сосочков, это открытие поднимает интересные вопросы об эволюции и функционировании нервной цепи у разных видов.
«Мы предполагаем, что нервная цепь для радужной окраски и контроля сосочков происходит от общего предка кальмара и каракатицы, но мы пока этого не знаем. Это дело будущей работы», - говорит Гонсалес-Беллидо.
Это исследование нейронного контроля гибкой кожи в сочетании с анатомическими исследованиями новых групп мышц, которые позволяют такой коже изменять форму, имеет применение для разработки новых классов мягких материалов, которые могут быть спроектированы для широкого спектра применения. множество применений в промышленности, обществе и медицине», - говорит Хэнлон.