这种神奇的结构,让章鱼能同时控制8只触手
图片来源:Pixabay
撰文 | 诺拉·布拉德福德(Nora Bradford)
翻译 | 仇艳菲
章鱼长有8条布满吸盘的触腕,每一条都像是一个迷你大脑——它们都能独立接收感官信息,并且在不经过中央大脑调控的情况下,独立驱使自己和其他触腕移动。
“章鱼的触腕极其灵活,也非常柔软,几乎能够随意弯曲、扭转,并做出各种各样的动作。”美国芝加哥大学的生物学家梅利娜·黑尔(Melina Hale)说道。在发表于《当代生物学》(Current Biology)的一项研究中,黑尔和同事发现,触腕间的一种奇特联系可能有助于协调这些柔软肢体的运动。
研究团队分析了加州双斑蛸(Octopus bimaculoides)的解剖结构,并重点检查了章鱼的肌内神经索(intramuscular nerve cords)——这是无脊椎动物的一种关键结构,包含多种类型的神经元,与整条触腕的运动有关。“过去的研究已经详细描述了章鱼触腕神经系统的其他部分,但肌内神经索的结构仍然是个谜。”黑尔说。
研究者利用功能强大的显微镜追踪了章鱼的神经索。他们发现,在每条触腕最靠近吸盘的位置,这处的神经索不仅贯穿了整条触腕,还会绕过相邻的两条触腕,与第三条触腕的神经索相连。所有8条触腕上都有这种结构,这“与我们之前所观察到的神经索有着完全不同的结构”,黑尔说道。她原本猜测,章鱼的肌内神经索也会类似于周围神经,形成一个环状结构。
该研究的第一作者、美国芝加哥大学的亚当·库斯帕鲁(Adam Kuuspalu)谈到新发现的结构时表示:“只从数学上就能感受到这种结构多么高效。”如果这些神经索可以传输感觉和运动信号,那么相距较远的触腕也可以快速通信。
美国旧金山州立大学的生物学家罗宾·克鲁克(Robyn Crook,未参与这项新研究)表示,这项研究很有趣,她正在研究章鱼、乌贼和鱿鱼的感觉-运动整合,这也与它们触腕的神经结构有关。她补充道:“目前还不清楚(肌内神经索)是如何传导信号的,甚至还不清楚它们能否向全身传导信号。”接下来,研究者正计划更深入地研究这些问题。
“如今,我们可以换种方式来研究章鱼的解剖学和行为学问题,例如重点关注一条触腕的神经索如何与较远的触腕协同工作,”美国海洋生物学实验室(Marine Biological Laboratory)的研究者罗杰·汉隆(Roger Hanlon)经常与黑尔的研究团队合作,他说,“我们正处于一种微妙的‘轻度混乱状态’——如今一些意想不到的发现出现了,这既令人困惑又令人兴奋。”
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