«Самым большим сюрпризом для нас стало то, что эти кожные шипы, называемые сосочками, могут сохранять свою форму в вытянутом положении более часа, без контролирующих их нейронных сигналов», – говорит Палома Гонсалес-Беллидо, преподаватель нейробиологии в университете. Кембриджа и бывший научный сотрудник MBL.
Ученые обнаружили, что это устойчивое напряжение возникает из-за специальной мускулатуры сосочков, которая похожа на механизм «захвата» у моллюсков и других двустворчатых моллюсков.
«Механизм захвата позволяет двустворчатому моллюску захлопнуть свою раковину и держать ее закрытой, если хищник подойдет и попытается толкнуть ее», – говорит автор-корреспондент Тревор Уордилл, научный сотрудник Кембриджского университета и бывший штатный научный сотрудник в MBL. Вместо того, чтобы использовать энергию (АТФ), чтобы держать оболочку закрытой, напряжение поддерживается гладкими мышцами, которые подходят как замок и ключ, до тех пор, пока химический сигнал (нейротрансмиттер) не высвободит их. Ученые обнаружили, что аналогичный механизм может работать в сосочках каракатиц.
Гонсалес-Беллидо и Уордилл начали это исследование в 2013 году в лаборатории старшего научного сотрудника MBL Роджера Хэнлона, ведущего эксперта по маскировке головоногих. Лаборатория Хэнлона была первой, кто описал структуру, функцию и биомеханику кожных сосочков каракатиц (Sepia officinalis), но их неврологический контроль был неизвестен.
Хэнлон предложил команде поискать «проводку», которая контролирует работу сосочков у каракатиц. Как сообщается здесь, они обнаружили двигательный нерв, предназначенный исключительно для контроля над папиллярным и кожным натяжением, который берет свое начало не в головном мозге, а в периферическом нервном центре, называемом звездчатым ганглием.
К удивлению, они также обнаружили, что нервная цепь, отвечающая за действие сосочков, очень похожа на нервную цепь кальмара, которая контролирует радужную оболочку кожи. Поскольку у каракатиц нет настраиваемой радужки, а у кальмаров нет сосочков, это открытие поднимает интересные вопросы об эволюции и функции нервной цепи у разных видов.
"Мы предполагаем, что нейронная цепь для радужной оболочки и контроля сосочков происходит от общего предка кальмаров и каракатиц, но мы пока не знаем этого.
Это для будущей работы », – говорит Гонсалес-Беллидо.
«Это исследование нейронного контроля гибкой кожи в сочетании с анатомическими исследованиями новых групп мышц, обеспечивающих такую изменяющую форму кожи, имеет приложения для разработки новых классов мягких материалов, которые могут быть спроектированы для широкого спектра применений в промышленности. , общество и медицина ", – говорит Хэнлон.