与章鱼的手臂相比,我们自己的骨肢就像老树枝一样灵活。按理说,头足类动物布满吸盘的附肢的解剖结构应该和动物本身一样独特。
迄今为止,绘制章鱼手臂内神经和肌肉的编织图一直面临着这项任务极其复杂的挑战,这使得研究仅限于收集二维切片并猜测它们如何缝合在一起。
现在,旧金山州立大学进化生物学家罗宾·克鲁克实验室的两项研究揭示了组织中前所未有的细节,有些人声称这是最接近生物的组织。。
“[这两篇论文]同时收敛意味着我们可以从任何单个实验中学到的知识量要高得多,”说骗子。
“我想说这些论文确实以新的方式促进了发现。”
观看章鱼寻找猎物就像观看墨水有目的地流动一样。它没有骨头,它的肌肉组织可以扭曲、扭曲、伸展和伸展,其力量和灵巧的平衡几乎是动物王国中无与伦比的。
先前的研究对两者之间的相互作用提供了广泛的理解,以及数亿个神经元如何聚集成簇(称为神经节),为每只手臂提供自己的控制水平,就像纪律严明的部队中的士兵一样,忠于事业但有能力。
但是,正如人类大脑是由不同类别的神经元组成的网络,在各种神经递质的指导下运行一样,章鱼手臂的神经系统也应该具有一定程度的神经化学组织,使它们能够移动,,并具有一定程度的自主思考能力。
克鲁克和她的团队进行了两项独立的调查,以重建博克侏儒章鱼手臂上的神经的排列和分类。博基章鱼) 标本。
一项实验由神经科学家 Gabrielle C. Winters-Bostwick 领导,使用DNA技术的一种形式标记和识别不同类型的神经细胞。用最近获得的尖端显微镜拍摄了手臂从尖端到顶部的高分辨率图像,显示了每一类神经细胞如何在三个维度上分布,揭示了整个肢体中神经细胞群体的差异。
“这使我们能够开始假设并提出新问题,思考细胞如何相互沟通,”说温特斯-博斯特威克。
“它基本上是在建立我们的武器库和工具包,以更好地了解章鱼的行为和生理学。”
由生物学家 Diana Neacsu 领导的第二项研究应用电子显微镜重建神经元、肌肉和皮肤的结构,展示了不同组织如何连接和关联。
另一种 3D 地图揭示了动物皮质中令人惊讶的模式、肌内神经索的倾斜连接、包含神经节和血管的重复结构(与吸盘位置相对应),以及细胞层内罕见的超大神经细胞的奇怪排列。
拥有章鱼解剖图谱只是了解软体动物如何以如此相关的方式行为的开始,因为它遵循了如此独特的进化途径。
“为什么有一种如此复杂的动物,它似乎不遵循与我们的另一个例子——人类——非常复杂的神经系统相同的规则?”说骗子。
“有很多假设。它可能是功能性的。章鱼手臂必须完成的任务可能有根本不同。但这也可能是进化上的意外。”