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



Mavi köpekbalıklarının bukalemun gibi renk değiştirdiği keşfedildi

Fotoğraf: Wikimedia Commons
Fotoğraf: Wikimedia Commons
TT

Mavi köpekbalıklarının bukalemun gibi renk değiştirdiği keşfedildi

Fotoğraf: Wikimedia Commons
Fotoğraf: Wikimedia Commons

Yeni bir araştırmaya göre mavi köpekbalığının derisindeki benzersiz yapılar, bukalemun gibi renk değiştirebileceğine işaret ediyor.

Bu hafta Anvers'te düzenlenen Society for Experimental Biology konferansında sunulan çalışma, mavi köpekbalığının (Prionace glauca) derisindeki renkleri üreten küçük nano yapıları ortaya çıkardı. Köpekbalığının renginin sırrı, deriyi zırh gibi kaplayan pulların, dermal dentiküller diye bilinen pulpa boşluklarında saklı.

Çalışmada yer alan araştırmacılardan Viktoriia Kamska, "Mavi, hayvanlar alemindeki en nadir renklerden biri ve hayvanlar bunu üretmek için evrim boyunca çeşit çeşit benzersiz strateji geliştirdi. Bu da bu süreçleri bilhassa büyüleyici kılıyor" diyor.

Pulpa boşlukları içindeki guanin molekülü kristalleri, mavi reflektör görevi görüyor. Buna ek olarak melanin pigmenti içeren hücre bileşenleri diğer dalga boylarını emerek köpekbalığının karakteristik rengini üretiyor.

Dr. Kamska, "Bu bileşenler, aynalarla dolu torbaları ve siyah emicilerle dolu torbaları anımsatan şekilde ayrı hücrelerde toplanıyor ancak yakın ilişki içinde durarak birlikte çalışabiliyorlar" diye açıklıyor.

Melanin, belirli kalınlık ve aralıklara sahip guanin kristalleriyle işbirliği yaparak köpekbalığının derisindeki renk doygunluğunu artırıyor.

Bir diğer araştırmacı Mason Dean "Bu malzemeler bir araya getirilince, renk üretme ve değiştirmeyi sağlayan güçlü bir yetenek de ortaya çıkıyor" diyor.

Büyüleyici olan şey, kristalleri içeren hücrelerdeki küçük değişiklikleri gözlemleyerek bunların tüm organizmanın rengini nasıl etkilediğini görüp modelleyebilmemiz.

xsdfrgt
Mavi köpekbalığının dermal dentikülleri (Viktoriia Kamska)

Araştırma, renk üreten küçük yapıların biçimini, işlevini ve mimarisini tanımlayan gelişmiş görüntüleme teknikleri sayesinde mümkün oldu.

Dr. Dean "Rengi organizma düzeyinde, metre ve santimetre ölçeğinde incelemeye başladık ancak yapısal renk nanometre düzeyinde elde edildiğinden, bir dizi farklı yaklaşım kullanmamız gerekti" diyor.

Araştırmacılar daha sonra küçük deri yapılarındaki hangi yapısal parametrelerin, gözlemlenen görünümü üretmekten sorumlu olduğunu doğrulamak için bilgisayar simülasyonları kullandı.

Bu renk değişimi mekanizmasının, guanin kristal aralığını etkileyecek çevresel faktörler tarafından da yönlendirilebileceğini gösterdiler.

Dr. Dean, "Bu şekilde nem veya su basıncı değişiklikleri gibi basit bir şeyden kaynaklanan çok ince ölçekteki değişiklikler, vücut rengini değiştirebilir ve bu da hayvanın nasıl kamufle olacağını şekillendirir" ifadelerini kullanıyor.

Örneğin köpekbalığı daha derine yüzdüğünde, deriye daha fazla basınç uygulanması sonucu guanin kristallleri birbirine doğru itiliyor ve köpekbalığının rengi koyulaşarak çevresine daha iyi uyum sağlıyor.

Bu küçük yapıların davranış mekanizması köpekbalığının deri rengini de değiştiriyor olabilir. Dr. Dean şöyle diyor: 

Böylesine çok işlevli bir yapısal tasarım (yüksek hızlı hidrodinamik ve kamufle edici optik özellikleri birleştiren bir deniz canlısı yüzeyi) bildiğimiz kadarıyla daha önce görülmedi.

Independent Türkçe