Ahtapot Kolları Başka Hiçbir Şeye Benzemeyen Bir Sinir Sistemi Tarafından Kontrol Ediliyor

Nörobiyolog Clifton Ragsdale, “Böylesine dinamik bir hareketi kontrol eden bir sinir sistemine sahip olacaksanız, bu onu kurmanın iyi bir yoludur” diyor. “Bunun, solucan benzeri hareketleri gerçekleştirmek için emicileri olan yumuşak gövdeli kafadanbacaklılarda özellikle evrimleşen bir özellik olduğunu düşünüyoruz.”

Ahtapot sinir sistemi dünyadaki en sıra dışı sistemlerden biridir. Diğer zeki hayvanların aksine, oldukça dağınıktır ve 500 milyon küsur nöronunun önemli bir kısmı sekiz kola yayılmıştır. Aslında, kollarda ahtapotun kafasındakinden daha fazla nöron bulunur.

Kolları bağımsız olarak karar verme yeteneğine sahiptir ve koptuktan sonra bile uyaranlara tepki vermeye devam edebilir. Her biri sayabileceğimizden daha fazla serbestlik derecesine sahiptir ve ahtapotun çevresinin kimyasını “tadabilen” yüzlerce emicisinden herhangi biri bağımsız olarak şekil değiştirebilir.

Ahtapotun kollarındaki nöronlar, her bir kolun uzunluğu boyunca dalgalanan eksenel bir sinir kordonu boyunca yoğunlaşmıştır ve düğümler her bir emicinin etrafında merkezlenmiştir. Karmaşık ve odaklanmış görünüyor ve sinirbilimci Cassady Olsen liderliğindeki bir ekip, nasıl işlediği hakkında daha fazla şey öğrenip öğrenemeyeceklerini görmek için bunu ayrıntılı olarak incelemek istedi.

Kaliforniya iki noktalı ahtapotunun (Octopus bimaculoides) uzunlamasına kol dilimlerini mikroskop altına koyduklarında, daha önce hiç görmedikleri bir şey buldular. Eksenel sinir kordonu boyunca nöronal hücreler, sinirlerin ve damarların yakındaki kaslara bağlanmak üzere çıktığı, bağ dokusu bakımından zengin septa adı verilen boşluklarla ayrılmış segmentler halinde paketlenmiştir.

Bu bağlantıları takip eden araştırmacılar, birden fazla segmentten gelen sinirlerin farklı kas bölgelerine bağlandığını buldular - bu da segmentlerin kasları yüksek derecede hassasiyetle kontrol etmek için birlikte çalıştığını gösteriyor.

Emicilerin sinirlerinin de septa yoluyla bağlandığını, emicilerin bir tür sinirsel uzamsal haritasını oluşturduğunu ve ahtapotun dokunma-tatma yoluyla çevresini algılamak için bunları kullanırken her birinin ince, bireysel kontrolüne izin verdiğini buldular.

Olson, “Bunu modelleme açısından düşündüğümüzde, bu çok uzun, esnek kol için bir kontrol sistemi kurmanın en iyi yolu onu parçalara bölmek olacaktır” diyor. “Segmentler arasında bir tür iletişim olmalı, bunun da hareketleri yumuşatmaya yardımcı olacağını hayal edebilirsiniz.”

Bir sonraki adım, eksenel sinir kordonunun segmentasyonu ile işlevi arasındaki ilişkiyi başka bir kafadanbacaklı grubunda benzer bir mimari arayarak anlamaya çalışmaktı: mürekkep balıkları.

Bu hayvanlar yaklaşık 270 milyon yıl önce ahtapotlardan ayrılmıştır ve uzantı düzenleri biraz farklıdır. Mürekkep balıklarının da sekiz adet vantuzlu kolu vardır, ancak aynı zamanda sap boyunca vantuzları olmayan ve uçlarında vantuzlar bulunan iki dokunaçları da vardır.

Mürekkep balıkları ve ahtapotlar uzuvlarını farklı şekilde kullanır: ahtapotlar keşfetmek, deniz tabanında hareket etmek ve nesneleri manipüle etmek için, mürekkep balıkları ise avlarını yakalamak ve tutmak için açık suda kullanır.

Araştırmacılar, uzun yüzgeçli kıyı kalamarındaki (Doryteuthis pealeii) aksiyal sinir kordonu mimarisinin ahtapotlarınkinden oldukça farklı olduğunu buldular. Buna ek olarak, dokunaçların emici olmayan saplarında segmentasyon yoktu - ancak emici kulüplerde sinir segmentasyonu bulundu.

Bu bulgu, segmentli bir sinir sisteminin emici uzantıların kontrolü ile ilgili olduğunu ve ince, becerikli kontrol için çok önemli olduğunu göstermektedir. Mürekkep balıkları muhtemelen çok fazla segmente ihtiyaç duymazlar çünkü emicilerini ahtapotların yaptığı gibi keşif için kullanmazlar.

Ragsdale, “Solucan benzeri hareketleri olan bu emici yüklü uzantılara sahip organizmalar doğru türde sinir sistemine ihtiyaç duyar” diyor. “Farklı kafadanbacaklılar, ayrıntıları çevrelerinin taleplerine ve yüz milyonlarca yıllık evrimin baskılarına göre değişen segmental bir yapı ortaya çıkarmıştır.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.