Ahtapotların kollarını ayrı ayrı kontrol etmesini sağlayan eşsiz sinir sistemi açığa çıktı

Ahtapotlar, kollarındaki vantuzlarla etraflarındaki şeylerin kokusunu ve tadını alabiliyor (Unsplash)
Ahtapotlar, kollarındaki vantuzlarla etraflarındaki şeylerin kokusunu ve tadını alabiliyor (Unsplash)
TT

Ahtapotların kollarını ayrı ayrı kontrol etmesini sağlayan eşsiz sinir sistemi açığa çıktı

Ahtapotlar, kollarındaki vantuzlarla etraflarındaki şeylerin kokusunu ve tadını alabiliyor (Unsplash)
Ahtapotlar, kollarındaki vantuzlarla etraflarındaki şeylerin kokusunu ve tadını alabiliyor (Unsplash)

Ahtapotların, kollarını muazzam bir beceriyle kontrol etmesini sağlayan sinir sistemi mekanizması tespit edildi.

Etkileyici bir zekaya sahip ahtapotların, üç kalp taşımalarından renk değiştirebilmelerine kadar pek çok ilgi çekici özelliği var. 

Ancak bunlar arasında belki de en çarpıcı olanı, kollarını birbirinden bağımsız bir şekilde kullanabilmeleri. Bu hayvanların 8 kolu, adeta ayrı beyinlere sahip gibi hareket ediyor. 

Kolların her birinin merkezinde eksenel sinir kordonu (axial nervous cord / ANC) denen bir yapı var. Bilim insanları ANC'nin omurilik gibi düşünülebileceğini söylüyor. Ayrıca kollardaki toplam nöron sayısı, ahtapotun beynindekinden daha fazla. 

Bu sayede kollar ve bunların üzerine yayılan vantuzlar bağımsız bir şekilde hareket edebiliyor. 

Ancak ANC'nin nasıl çalıştığı ve kas sistemine nasıl bağlandığı tam olarak bilinmiyordu. Chicago Üniversitesi'nden araştırmacılar bu gizemi aydınlatmak adına Kaliforniya iki benekli ahtapotlarını (Octopus bimaculoides) inceledi. 

Bulguları hakemli dergi Nature Communications'ta dün (15 Ocak) yayımlanan çalışmada, sinir sisteminin bölümlere ayrılmış yapısının kolların bağımsızlığını sağladığı ortaya kondu.

Kollardan alınan doku örneklerindeki ince şeritleri inceleyen ekip, nöronların septa denen boşluklarla bölümlere ayrıldığını gözlemledi. Ayrıca her bir bölüm, diğerlerinden farklı bir kas bölgesine bağlıydı. 

Ardından vantuz sinirlerinin de septalar yoluyla bağlandığı ve bu sayede ANC'de vantuzların konumunu içeren bir harita olduğu tespit edildi. Böylece her bir vantuz, dokunma, koklama ve tatma işlevlerini bağımsız bir şekilde yerine getiriyordu. 

Bilim insanları bu tür bir haritalamayı başka bir canlıda görmediklerini söylüyor. Çalışmaya liderlik eden Cassady Olson, "Bunu modelleme açısından düşündüğümüzde, bu çok uzun ve esnek kol için bir kontrol sistemi kurmanın en iyi yolu, onu parçalara bölmektir" diyerek ekliyor: 

Bölümler arasında bir tür iletişim olmalı, bunun da hareketleri kolaylaştırdığı düşünülebilir.

Araştırmacılar, ahtapotlardan yaklaşık 270 milyon yıl önce ayrıldığı tahmin edilen kalamarda da böyle bir özellik olup olmadığını merak etti. 

Doryteuthis pealeii türündeki kalamarları inceleyen ekip, sadece vantuz içeren uzuvlarda bölümlere ayrılmış ANC olduğunu saptadı.

Bulgular bölümlere ayrılmış bir sinir sisteminin, vantuz kontrolüyle ilgili olduğuna ve hassas bir kontrol için kritik önem taşıdığına işaret ediyor. Kalamarlar vantuzlarını çevrelerini keşfetmekten ziyade avlanmak için kullandığından çok fazla bölüme ihtiyaç duymuyor olabilir. 

Ahtapot gibi hayvanların eşsiz organizmaları, teknolojik çalışmalara ilham verdiğinden, yeni araştırma yumuşak robot üretimi gibi alanlara katkı sağlayabilir. 

Olson "Araştırmamız, ANC'nin kol ve vantuzları kontrol etmesini sağlayan devrenin bir çerçevesi sunuyor ve bu, ahtapot kolunu taklit etmeye çalışan yumuşak robot tasarımında kullanılabilir" diyor.

Independent Türkçe, IFLScience, Popular Science, Science Alert, Nature Communications



Dişlerin neden hassas olduğu ortaya çıktı: 465 milyon yıl önce yaşayan balıkların zırhından evrimleşmiş

Kedi köpekbalığıgiller familyasındaki bir hayvanın derisindeki diş benzeri dentiküllerin sinir sistemine bağlı olması, duyusal amaç taşıdıklarını gösteriyor (Yara Haridy)
Kedi köpekbalığıgiller familyasındaki bir hayvanın derisindeki diş benzeri dentiküllerin sinir sistemine bağlı olması, duyusal amaç taşıdıklarını gösteriyor (Yara Haridy)
TT

Dişlerin neden hassas olduğu ortaya çıktı: 465 milyon yıl önce yaşayan balıkların zırhından evrimleşmiş

Kedi köpekbalığıgiller familyasındaki bir hayvanın derisindeki diş benzeri dentiküllerin sinir sistemine bağlı olması, duyusal amaç taşıdıklarını gösteriyor (Yara Haridy)
Kedi köpekbalığıgiller familyasındaki bir hayvanın derisindeki diş benzeri dentiküllerin sinir sistemine bağlı olması, duyusal amaç taşıdıklarını gösteriyor (Yara Haridy)

Dişlerin hassas olmasının nedeninin, yaklaşık 465 milyon yıl önce yaşayan balıkların vücudunu saran bir tür zırhtan evrimleşmesi olduğu bulundu. 

İnsanlar ve diğer hayvanların dişleri mineyle kaplı ancak soğuk bir içeceği veya ağrıyı algılayan kısma dentin adı veriliyor. Dişin iç tabakası olan dentin, sinirlere duyusal bilgi taşımaktan sorumlu. 

Bilim insanları uzun zamandır dişin evrimsel kökenini saptamaya çalışıyor. Ortaya atılan teorilerden birine göre diş, milyonlarca yıl önce yaşayan balıkların zırhlı dış iskeletlerindeki çıkıntılardan evrimleşmiş olabilir. Ancak odontod adı verilen bu yapıların gerçek işlevi bilinmiyordu.

Bulguları önde gelen hakemli dergi Nature'da dün (21 Mayıs) yayımlanan çalışmayı yürüten ekip, başka bir soruya cevap ararken bu gizemi aydınlattı. Odontodun dentin içerdiğine dair işaretler tespit eden araştırmacılar, balıkların bu sayede çevrelerini algıladığını düşünüyor.

Chicago Üniversitesi'nden Dr. Yara Haridy, fosil kayıtlarındaki en eski omurgalı canlıyı ararken 541 milyon ila 443 milyon yıla ait örnekleri bilgisayarlı tomografiyle inceledi. 

Bilim insanları, en eski balık olduğu düşünülen Anatolepis heintzi adlı türü analiz ederken, dış iskeletinde çok sayıda gözenek olduğunu fark etti. Bu gözenekler dentin gibi görünen bir maddeyle doluydu. 

Daha sonra örneği diğer türlerin fosilleri ve hâlâ yaşayan yengeç, salyangoz ve balıklarla karşılaştırdılar. Bu analizin sonucunda A. heintzi'nin gözeneklerinin, eklembacaklılarda görülen sensila adlı duyu organlarına daha çok benzediği ortaya çıktı. 

Araştırmacılar bu nedenle A. heintzi'nin omurgalı bir balık değil, omurgasız bir eklembacaklı olduğu sonucuna vardı. 

Yengeç, akrep ve örümcek gibi günümüz eklembacaklılarında sensila, sıcaklık, titreşim ve hatta koku algılamada kullanılıyor.

Dr. Haridy, bazı modern balıklarda odontodlar olduğunu, köpekbalıkları ve bazı yayıngillerinse derilerinin zımpara kağıdı gibi hissedilmesine neden olan dentikül adlı küçük yapılarla kaplı olduğunu söylüyor.

Bilim insanları modern türlerdeki bu yapılar, A. heintzi'deki sensila ve 465 milyon yıl önce yaşayan balıklardaki odontod arasında çarpıcı benzerlikler tespit etti. Dr. Haridy eski balık türlerindeki duyusal organın işlevini şöyle açıklıyor:

Bu hassas dokularla kaplı olduğu için belki bir şeye çarptığında basıncı hissedebiliyordu ya da suyun çok soğuduğunu ve başka bir yerde yüzmesi gerektiğini algılıyordu.

Ekip ayrıca avlanma riskinin yüksek olduğu bir ortamda yaşayan bu balıkların tehlikeden kaçınmak için bu duyusal yapılara ihtiyaç duyduğunu düşünüyor.

Bulgular dış iskeletteki bu duyusal yapıların omurgalı ve omurgasızlarda ayrı ayrı geliştiğine ve insanlarla hayvanlardaki dişlerin buradan evrimleştiğine işaret ediyor.

Dr. Haridy "Omurgalılar ve eklembacaklılardaki sert kısımların ayrı ayrı evrimleştirdiğini biliyorduk ve şaşırtıcı bir şekilde sert iskeletlerine entegre edilmiş benzer duyusal mekanizmaları da bağımsız olarak geliştirmişler" ifadelerini kullanıyor. 

Araştırmacılar zaman içinde balıklarda çene geliştiğini ve ağızlarının yakınında sivri yapılara sahip olmanın avantaj sağladığını söylüyor.

Dr. Haridy "Yavaş yavaş çeneli bazı balıkların ağzının kenarında sivri odontodlar oluştu ve nihayetinde bazıları doğrudan ağzın içinde gelişti" diyerek ekliyor:

Diş ağrısı aslında balık atalarımızın hayatta kalmasını sağlamış olabilecek eski bir duyusal özellik!

Independent Türkçe, Science Alert, CNN, Live Science, Nature