Вы когда-нибудь чувствовали себя перед сложной задачей так, будто пытаетесь пролезть в замочную скважину? Свежее исследование в Smithsonian Magazine описывает, как решают эту проблему осьминоги — мастера побега. Это настоящие «Гудини» подводного мира! У них нет скелета, а единственные твердые части тела — это клюв и хрящевая капсула вокруг мозга. Теоретически они могут пролезть в любую щель, куда пройдет их голова. Но ученые из Journal of Experimental Biology решили проверить, как им это удается. А именно: это просто хаотичное протискивание или продуманная тактика?
Две стратегии побега
Осьминогов посадили в акриловые боксы с перегородками, в которых проделали отверстия разного диаметра. И выяснилось, что у этих ребят есть две четкие стратегии:
Первая: если проем достаточно широкий. Осьминог действует в три шага. Сначала ощупывает края, потом просовывает пару щупалец (кстати, чаще передние левые). Упираясь ими в стенку снаружи как рычагом, за 20 секунд подтягивает остальное тело.
Вторая: если щель критически узкая (на 5 мм меньше, чем расстояние между глазами). Тактика меняется на четырехшаговую. В этом случае осьминог запускает щупальца по одному, буквально вытягивает и сплющивает голову. Только после того, как протолкнет ее под углом, вытаскивает мантию.
Но больше всего подкупает другая деталь эксперимента. Когда перед осьминогами ставили перегородку с несколькими отверстиями, они не сидели и не высчитывали в уме свой объем. Они просто пробовали. Иногда тыкались в самую узкую щель. Поняв, что не выходит, спокойно отступали и переходили к варианту пошире.
Чему учит тактика осьминогов?
По-моему, поведение этих моллюсков — отличная метафора для любых новых проектов и сложных жизненных ситуаций. Мы часто тратим кучу энергии на то, чтобы заранее «измерить» задачу и предсказать все риски, вместо того чтобы просто протянуть одно «щупальце» и проверить на ощупь. И если дверь оказывается слишком узкой — не паниковать, а сменить угол или поискать соседнюю.
Кроме того, как пишет Smithsonian Magazine, что результаты исследований помогу в создании новых конструкций мягких роботов для поисково-спасательных операций:
В дальнейшем исследователи надеются, что результаты экспериментов помогут им создать гибких, похожих на осьминогов роботов, которые смогут успешно перемещаться в ограниченных пространствах. Сегодня большинство поисково-спасательных роботов длинные и стройные — скорее похожи на змей, чем на осьминогов, что помогает им пробираться через узкие щели. Но робот, вдохновлённый осьминогом, может иметь и другие преимущества, например, возможность носить датчики, коммуникационные устройства и инструменты на гибких руках.
Кстати, инженеры из Сингапура уже взяли этот алгоритм на заметку. По принципу осьминогов они планируют создавать гибких роботов-спасателей для разбора завалов. Природа в очередной раз придумала идеальное решение за миллионы лет до нас.
Внутренняя инженерия: три сердца и «девять мозгов»
Но какими «сверхспособностями» должны обладать осьминоги, эти мастера побега класса Гудини? Чтобы выдерживать колоссальное сжатие и при этом действовать слаженно, им пришлось обзавестись особой анатомией. Она больше напоминает конструкцию инопланетного зонда, чем привычного нам животного.
- Один главный компьютер и восемь автономных процессоров. У осьминога около 500 миллионов нейронов — примерно столько же, сколько у кошки или собаки. Но если у нас почти вся нервная система сосредоточена в голове, то у осьминога в центральном мозге (который имеет форму кольца и расположен вокруг пищевода) находится лишь треть нейронов. Остальные две трети распределены по щупальцам. Вдоль каждой руки тянется мощный нервный ствол со своими узлами-ганглиями. По сути, у осьминога есть «главный штаб» для стратегических задач и восемь независимых «мини-мозгов», которые сами ощупывают дно, пробуют добычу на вкус присосками и ищут опору в узкой щели, не дергая центр по пустякам.
- Три сердца для сложной логистики. Поскольку у осьминога нет жесткого скелета, все его внутренние органы свободно смещаются внутри мягкой мантии. Кровь по этой гибкой системе гоняют сразу три сердца. Два боковых (жаберных) качают венозную кровь через жабры, чтобы насытить ее кислородом, а одно крупное центральное сердце разносит обогащенную кровь по всему телу. Правда, у этой системы есть забавный побочный эффект: когда осьминог решает поплыть с помощью реактивной струи, его главное сердце временно останавливается. Именно поэтому эти ребята предпочитают неспешно ползать по дну, а не устраивать заплывы на длинные дистанции.
- Голубая кровь для ледяных глубин. Вместо привычного нам гемоглобина на основе железа осьминоги используют белок гемоцианин, в состав которого входит медь. При соединении с кислородом он делает кровь ярко-голубой. Эволюция выбрала такой вариант не ради аристократичности: в холодной воде с низким содержанием кислорода медный пигмент переносит газы гораздо эффективнее железного.
Но учёные до сих пор не до конца понимают, как осьминоги могут выдерживать физические нагрузки своих акробатических движений, — отмечает в итоге автор статьи.
Осьминоги — не только мастера побега, но и…
Изучая это исследование, лишний раз убеждаешься, что осьминоги — одни из самых необычных существ на планете. Вот еще несколько причин ими восхищаться:
- Видят мир кожей. Зрачки осьминогов имеют горизонтальную форму, но главное чудо кроется в их коже. Она содержит светочувствительные белки опсины, которые позволяют моллюскам улавливать изменения освещения всем телом и мгновенно менять окраску для маскировки, даже не глядя на фон глазами.
- Умеют пользоваться инструментами. Кокосовые осьминоги (Amphioctopus marginatus) собирают со дна половинки скорлупы кокосовых орехов или крупные раковины, носят их с собой и при опасности складывают вокруг себя, превращая в надежный переносной бункер.
- Настоящие индивидуалисты с характером. Биологи, работающие с осьминогами в океанариумах, отмечают, что у каждой особи свой темперамент: одни бывают любопытными и дружелюбными, а другие могут целенаправленно брызгать водой в конкретного сотрудника, который им чем-то не понравился.
По материалам Smithsonian Magazine.
Просмотров: 1
