Руки осьминога — одна из самых гибких структур в биологическом мире. Их ловкость настолько необычайна, что исследователи в области робототехники хотят разгадать секреты их движений, надеясь применить некоторые из этих принципов. Они мечтают о создании мягких, гибких роботизированных конечностей, которые, подобно чувствительным рукам осьминога, могли бы искать и выполнять задачи в узких пространствах, например, доставлять жизненно важную еду и воду людям, оказавшимся под обломками разрушенных зданий.
Исследователи из Морской биологической лаборатории (MBL) в Вудс-Хоул и Атлантического университета Флориды (FAU) опубликовали самое подробное исследование сложных движений рук осьминога.
Они видеозаписывали 25 осьминогов в их естественной среде обитания в шести различных местах в Атлантике, Карибском море и в Испании и разработали систематический каталог их движений рук в зависимости от поведения, такого как поиск пищи и передвижение. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
«Я долго пытался изучить естественное поведение головоногих в их естественной среде обитания», — сказал старший научный сотрудник MBL Роджер Хэнлон, в лаборатории которого проводилось новое исследование. Это исследование представляет собой первый полный этограмму, или подробный каталог, поведения рук осьминога в дикой природе, и основано на более ранних работах команды Хэнлона, изучавшей движения рук осьминога в аквариумах его лаборатории.
«Изучение и запись поведения осьминогов в дикой природе дали нам возможность проанализировать более широкий репертуар поведения и лучше понять, как они используют свои руки для выполнения таких сложных действий», — сказала научный сотрудник FAU и первый автор Челси Беннице.
По словам Хэнлона, поведение осьминога гораздо больше определяется органами чувств в присосках их рук, чем зрением. «Осьминог — очень тактильное животное — оно более тактильное, чем визуальное».
Осьминоги также прекрасно маскируются, динамически изменяя цвет и текстуру кожи, чтобы сливаться с окружающей средой. Поэтому просто найти их, чтобы записать их поведение, было настоящей задачей.
В основном команда дайверов Хэнлона и Беннице сначала находила среду обитания животного (осьминоги неаккуратно едят и часто оставляют пищевые отходы вокруг своих укрытий). Затем они ждали, пока осьминог вернётся, и наблюдали за его активностью в течение следующих дней. Осьминоги проводят около 80% своего времени в норах, выходя наружу один или два раза в день в поисках пищи.
«Я твёрдо убеждён, что нужно погрузиться в естественный мир и особенно в сенсорный мир любого животного, которое вы изучаете», — сказал Хэнлон, который занимается дайвингом для изучения осьминогов более 25 лет.
Шесть сред обитания осьминогов в этом исследовании варьировались от гладкого песчаного морского дна до сложных коралловых рифов.
«Полевые работы очень утомительны, и нужно много удачи, чтобы получить достоверные данные о естественном поведении», — сказал Хэнлон.
Команда просмотрела свои полевые кадры секунда за секундой, чтобы каталогизировать не только каждое движение восьми рук каждого из 25 осьминогов, но и разделить каждую руку на три части и задокументировать эти движения отдельно.
Соавтор исследования Кендра Буресч из MBL говорит, что это первый раз, когда был каталогизирован полный спектр из 12 различных типов движений рук осьминога.
«Это действия, которые составляют весь комплекс поведения осьминога», — сказала она.
Среди новых открытий то, что все части руки осьминога способны выполнять полный спектр различных движений, но некоторые из них чаще происходят в одной части руки, чем в другой. Например, вытягивание и укорачивание происходят в основном у основания руки, а сгибание — в основном на кончике.
Руки могут выполнять различные задачи: от передвижения — «ходьбы» по морскому дну или плавания над ним — до исследования коралловых расщелин в поисках добычи, манипулирования предметами.
Помимо чрезвычайной гибкости, каждая рука имеет около 100 присосок, в которых находятся высокочувствительные органы чувств.
«Каждая присоска — это хемотактильный гений, — говорит Хэнлон, — эквивалент человеческого носа, губ и языка, объединённых в одно целое».
После того как подводный аппарат или здание рухнет: «Как доставить лекарство, телефон или воду тому, кто находится внизу?» — говорит Хэнлон. «Вам нужна какая-нибудь змеевидная рука с высокой гибкостью, которая могла бы не только добраться туда, но и сделать что-нибудь полезное, когда прибудет».
Предоставлено
[Морской биологической лабораторией](https://phys.org/partners/marine-biological-laboratory/)
Другие новости по теме
- Грибы из сырной пещеры раскрывают механизмы генетических мутаций, приводящих к быстрым эволюционным изменениям
- Как сокращение покоса способствует цветению цветов вдоль «Зелёного пояса» Австрии
- Древняя ДНК раскрывает сложное генеалогическое древо мастодонтов и повторяющиеся миграции, вызванные изменением климата
- Благодаря совместной работе клетки могут расширить свои «чувства» за пределы непосредственного окружения.
- Наноизображения белкового комплекса раскрывают секрет цепной реакции свёртывания крови
- Камеры на островах Силли позволяют заглянуть в «естественные» воды Великобритании
- Исследователи раскрыли молекулярную сборку и эффективную утилизацию света крупнейшим комплексом фотосистемы эукариот
- Кассета с ДНК может хранить миллиарды фотографий
- Аминокислоты действуют как «антисоль»: новое понимание того, как малые молекулы стабилизируют белки
- Семена перемен: может ли органическое сельское хозяйство Европы определить будущее продовольствия?
Другие новости на сайте
- SEC откладывает решение по ETF для Ethereum, XRP и Dogecoin
- Сотрудники Йеллоустоуна извлекли более 300 шляп из гидротермальных зон
- Наблюдение за ценой биткоина: будет ли рост или замедление в зоне сопротивления?
- Глава США рассматривает возможность создания стратегического резерва биткоина в этом году
- Услышать пение динозавров? Эти инструменты возвращают нас в эпоху предыстории
- Последние новости о криптовалюте на сегодня, 13 сентября
- Saturday Citations:
- Рост интереса к Solana подогревает рынок криптовалют — почему Snorter Token может вырасти в 1000 раз
- CFTC подчёркивает важность существующих механизмов регулирования криптовалют.
- Миниатюрный микроскоп позволяет проводить 3D-визуализацию мозга свободно передвигающихся мышей в режиме реального времени.