Мозг в каждом щупальце: под водой обитает мифическое существо, которое думает телом

Осьминог — один из самых загадочных обитателей океана, чьи восемь щупалец способны выполнять десятки задач одновременно. Учёные давно восхищаются тем, как эти мягкотелые моллюски умудряются двигаться, охотиться, прятаться и даже играть, используя только мышцы и нервы без костей и суставов. Новое исследование проливает свет на то, как именно осьминоги управляют своими конечностями, демонстрируя уровень координации, сравнимый с роботизированными системами.

Как осьминог распоряжается восемью щупальцами

Щупальца осьминога состоят из четырёх типов мышц — поперечных, продольных, косых и кольцевых, которые окружают центральный нерв. Это позволяет животному гнуться, сжиматься, скручиваться и вытягиваться, меняя форму тела с удивительной точностью. Каждое щупальце может действовать независимо от других, но при этом остаётся частью единой нейронной сети, обеспечивающей синхронные движения.

"Осьминоги буквально думают своими руками — каждая конечность обладает собственным "мини-мозгом"", — пояснил морской биолог Джонатан Миллер.

Наука под водой: как проходило исследование

Команда американских морских биологов решила изучить поведение осьминогов в естественной среде обитания. Для этого они проанализировали 25 видеозаписей, снятых опытными дайверами между 2007 и 2015 годами в Атлантическом океане и Карибском море. На видео фигурировали особи Octopus vulgaris и родственные им виды.

Учёные просмотрели более 3900 отдельных эпизодов использования щупалец. Каждое движение было классифицировано по типу действия (например, захват, передвижение, исследование) и форме деформации — сгибание, укорочение, удлинение или скручивание.

Результаты оказались поразительными: все восемь щупалец способны выполнять одни и те же задачи, но животное предпочитает использовать передние четыре для манипуляций, а задние — для движения.

Что умеют передние и задние щупальца

Передние конечности чаще всего участвовали в:

• исследовании окружающей среды;

• захвате и удержании добычи;

• взаимодействии с предметами, включая камни и раковины;

• манипуляциях при строительстве убежищ.

Задние щупальца брали на себя опору и движение. Особенно часто наблюдались два уникальных действия: перекатывание — когда щупальце движется под телом, как конвейерная лента, и "стойка на ходулях", при которой осьминог приподнимает тело над дном, опираясь на вытянутые конечности.

Таким образом, моллюск фактически делит функции тела: перед — для "ума", зад — для "силы".

Сравнение с другими морскими существами

Советы шаг за шагом: как наблюдать за осьминогом

1. Выбирайте спокойные коралловые участки — осьминоги избегают сильных течений.

2. Используйте подводный фонарь с мягким светом, чтобы не пугать животное.

3. Сохраняйте дистанцию не менее метра — моллюск может выпустить чернильное облако.

4. Замрите: если осьминог почувствует безопасность, он начнёт исследовать пространство, двигая щупальцами.

5. Не пытайтесь трогать его — осьминоги чувствительны и быстро исчезают в укрытии.

Ошибки, последствия и альтернативы

• Ошибка: направить вспышку фотоаппарата прямо на осьминога.
  Последствие: животное пугается и выпускает чернила.
  Альтернатива: используйте рассеянный свет или боковую подсветку.

• Ошибка: приближаться слишком близко.
  Последствие: осьминог уходит, и наблюдение прекращается.
  Альтернатива: оставайтесь неподвижным на расстоянии и наблюдайте через объектив.

• Ошибка: касаться щупалец.
  Последствие: стресс у животного и возможная потеря доверия.
  Альтернатива: наблюдайте пассивно, фиксируя поведение на камеру.

А что если осьминоги помогут создать роботов?

Исследование имеет значение не только для биологии, но и для инженерии. Механические манипуляторы, вдохновлённые осьминогами, уже разрабатываются для медицины и подводных исследований. Их гибкость и способность к множественным движениям делает возможным создание роботов, которые смогут действовать в ограниченном пространстве без риска повреждений.

"Мы только начинаем понимать, насколько сложно устроено управление телом у осьминога. Это идеальная модель для будущих технологий", — отметил нейрофизиолог Роберт Сандерс.

Плюсы и минусы поведения осьминогов в контексте робототехники

Плюсы:

• уникальная гибкость и независимость движений;

• способность выполнять несколько действий одновременно;

• высокая адаптивность к среде.

Минусы:

• отсутствие жёсткого скелета усложняет копирование структуры;

• слишком сложная нейронная координация;

• низкая скорость движений по сравнению с машинами.

Несмотря на трудности, принципы "мягкой биомеханики" осьминога становятся всё популярнее. Их используют при создании роботов-хирургов и исследовательских дронов, которые способны проникать в узкие щели, не повреждая оборудование.

FAQ

Как осьминог координирует восемь щупалец?
Благодаря сложной нервной системе, в которой каждое щупальце может действовать автономно, но при этом синхронно с остальными.

Правда ли, что осьминоги умеют "думать" щупальцами?
Да, у каждого щупальца своя группа нейронов, способная принимать решения без участия мозга.

Можно ли создать робота с такими же движениями?
Исследователи уже работают над этим. Первые прототипы используют гидравлические и силиконовые системы, имитирующие гибкость щупалец.

Мифы и правда

• Миф: осьминог использует все восемь щупалец одинаково.
  Правда: передние щупальца чаще заняты исследованием, задние — движением.

• Миф: осьминоги примитивны.
  Правда: их интеллект сопоставим с интеллектом некоторых млекопитающих.

• Миф: все осьминоги опасны для человека.
  Правда: большинство видов совершенно безвредны.

Интересные факты

• Щупальце осьминога может содержать до 200 присосок, каждая из которых управляется отдельно.

• Если осьминог теряет щупальце, оно полностью отрастает за несколько месяцев.

• Эти животные способны открывать банки, откручивать крышки и различать узоры.

Осьминоги доказывают, что интеллект природы принимает разные формы. Их умение управлять телом без костей вдохновляет инженеров и учёных, а подводный мир становится местом, где биология и технология встречаются лицом к лицу.