Zeesterren, ook wel zeesterren genoemd, zijn verrassend bedreven klimmers. Ze bewegen zich moeiteloos over verticale, horizontale en zelfs omgekeerde oppervlakken – rotsachtig, slijmerig, zanderig of glazig – allemaal zonder een gecentraliseerd zenuwstelsel of hersenen te bezitten. Nieuw onderzoek werpt licht op hoe deze ongewervelde dieren deze opmerkelijke prestatie bereiken: door hun beweging aan te passen op basis van onmiddellijke fysieke eisen, in plaats van te vertrouwen op centrale controle.
Hydraulische voeten en zelfklevend slijm
De onderkant van elke zeesterarm is bedekt met rijen hydraulische buisvoeten (podia). Deze flexibele, gespierde stengels pompen vloeistof door het watervaatstelsel van de zeester om beweging mogelijk te maken. Aan het uiteinde van elke stengel bevindt zich een platte, zelfklevende schijf die eiwitrijk slijm afscheidt voor grip, en mogelijk nog een slijm om los te maken wanneer dat nodig is.
De gewone zeester (Asterias rubens ) gebruikt honderden van deze buisvoeten om te kruipen en coördineert hun timing zonder dat een centraal zenuwstelsel het proces stuurt. De onderzoekers ontdekten dat grotere zeesterren niet langzamer bewegen, en dat meer aanhangsels hen ook niet vertragen: in tegenstelling tot de meeste dieren bepalen de grootte en het aantal ledematen niet de kruipsnelheid.
Hoe onderzoekers de beweging van zeesterren bestudeerden
Om deze gedecentraliseerde voortbeweging te begrijpen, gebruikten wetenschappers een unieke methode: het verlichten van zeer brekend glas in een laboratorium. Toen een zeester over dit glas kroop, creëerde de lichtbreking heldere ‘voetafdrukken’ die precies lieten zien welke buisvoeten op een bepaald moment in aanraking waren.
Uit de resultaten bleek dat zeesterren een consistente kruipsnelheid behouden, ongeacht hoeveel voet er in contact is met het oppervlak. Echter, het vergroten van de contacttijd van elke voet vertraagt de beweging. Dit suggereert dat zeesterren hun gang reguleren door de contactduur aan te passen op basis van mechanische belasting, en niet via gecentraliseerde neurale commando’s.
Mechanische belasting testen met rugzakken
Om deze theorie te bevestigen testte het team zeesterren met verzwaarde rugzakken, waarbij 25% of 50% van hun lichaamsgewicht werd toegevoegd. De extra belasting verhoogde voorspelbaar de hechtingstijd voor elke buisvoet, wat het idee verder ondersteunde dat mechanische belasting de beweging rechtstreeks beïnvloedt.
Experimenten met omgekeerde voortbeweging – zeesterren die op ‘plafonds’ lopen – lieten hetzelfde principe zien: buisvoeten passen het contactgedrag aan op basis van de zwaartekracht. Dit betekent dat zeesterren geen hersenen nodig hebben om zich aan te passen aan verschillende terreinen of oriëntaties.
Gedecentraliseerde strategie voor complex terrein
Het onderzoek concludeert dat zeesterren door uitdagende oppervlakken navigeren via een robuuste, gedecentraliseerde strategie. Ze moduleren de interacties tussen buis en voetsubstraat in realtime en passen zich aan mechanische eisen aan zonder afhankelijk te zijn van een centraal zenuwstelsel. Deze bevinding biedt een fascinerende inkijk in hoe complexe bewegingen kunnen evolueren, zelfs bij afwezigheid van traditionele neurale controle.
Het onderzoek benadrukt dat zeesterren zich effectief een weg door omgevingen ‘voelen’, waarbij ze hun grip en timing aanpassen op basis van onmiddellijke fysieke feedback. Deze gedecentraliseerde aanpak getuigt van de kracht van eenvoudige biologische mechanismen bij het oplossen van complexe voortbewegingsproblemen.
