Морські зірки, також відомі як морські зірки, надзвичайно спритні. Вони легко пересуваються по вертикальних, горизонтальних і навіть перевернутих поверхнях — скелястих, слизьких, піщаних або скляних — усе без центральної нервової системи чи мозку. Нове дослідження проливає світло на те, як ці безхребетні досягають цього чудового досягнення: адаптуючи свій рух до миттєвих фізичних потреб, а не покладаючись на централізований контроль.
Гідравлічні ніжки та клейовий шлам
На нижній стороні кожного рукава морської зірки є ряди гідравлічних трубок (подіумів). Ці гнучкі м’язисті стебла пропускають рідину через судинну систему води морської зірки, щоб забезпечити рух. На кінці кожного стебла є плоский клейкий диск, який виділяє насичений білком слиз для адгезії та, можливо, інший слиз для від’єднання, коли це необхідно.
Звичайна морська зірка (Asterias rubens ) використовує сотні цих трубчастих ніжок для повзання, координуючи їх без центральної нервової системи, яка б керувала процесом. Дослідники виявили, що більші морські зірки не рухаються повільніше, і що наявність більшої кількості кінцівок не сповільнює їх: на відміну від більшості тварин, розмір і кількість кінцівок не визначають швидкість повзання.
Як дослідники вивчали рух морських зірок
Щоб зрозуміти це децентралізоване пересування, вчені використали унікальний метод: освітлення високозаломлюючого скла в лабораторії. Коли морська зірка повзала по цьому склу, заломлення світла створювало яскраві «відбитки», які показували, які ніжки труби використовувалися в будь-який момент.
Результати показали, що морська зірка зберігала постійну швидкість повзання, незалежно від того, скільки ніг торкалося поверхні. Однак збільшення часу контакту кожної ноги сповільнює рух. Це свідчить про те, що морські зірки регулюють свою ходу, регулюючи тривалість контакту на основі механічного навантаження, а не за допомогою централізованих нейронних команд.
Тестування механічного навантаження з рюкзаками
Щоб підтвердити цю теорію, команда випробувала морських зірок з обтяженими рюкзаками, додавши 25% або 50% ваги їхнього тіла. Додаткове навантаження передбачувано збільшило час адгезії для кожної трубчастої ніжки, ще більше підтверджуючи ідею про те, що механічні вимоги безпосередньо впливають на рух.
Експерименти з перевернутою локомоцією — морські зірки, що повзають по «стелі» — показали той самий принцип: трубчасті ніжки адаптують контактну поведінку залежно від сили тяжіння. Це означає, що морським зіркам не потрібен мозок, щоб адаптуватися до іншої місцевості чи орієнтації.
Децентралізована стратегія для складних поверхонь
Дослідження робить висновок, що морські зірки орієнтуються на складних поверхнях, використовуючи надійну децентралізовану стратегію. Вони модулюють взаємодію ніжок трубок із субстратом у режимі реального часу, адаптуючись до механічних вимог, не покладаючись на центральну нервову систему. Це відкриття дає захоплюючий погляд на те, як може розвиватися складний рух навіть за відсутності традиційного нервового контролю.
Дослідження підкреслює, що морські зірки ефективно «відчувають» навколишнє середовище, регулюючи зчеплення та час контакту на основі негайного фізичного зворотного зв’язку. Цей децентралізований підхід є свідченням потужності простих біологічних механізмів у вирішенні складних проблем пересування.
