Neuroștiința camuflajului de sepie

Neuroștiința camuflajului de sepie

imagine: O imagine compozită a șase tineri sepie în laborator, care își folosesc pielea inervată neuronal pentru a exprima diferite tipuri de modele de culoare a corpului și diferite niveluri de expresie a papilelor. Papilele sunt „umflăturile” pielii care fac pielea animalului să arate frunze sau ondulată, ceea ce ajută la spargerea propriei siluete și la evitarea detectării și recunoașterii de către prădători. După cum au raportat Gonzalez-Bellido și colab., Aceste structuri musculare conțin un amestec de tipuri de mușchi care permit animalului să exprime și să aplatizeze rapid papilele și să mențină expresia papilelor pentru perioade extinse, fără a fi nevoie de aport neuronal. Circuitul care le controlează pare omologul circuitului de irizare a pielii de calmar.
vedere Mai mult

Credit: Paloma T. Gonzalez-Bellido

Spre deosebire de calmar, sepia care locuiește pe fund poate fi capabilă să pună un aspect cheie al camuflajului lor pe pilot automat. Cercetătorii de la Laboratorul de Biologie Marină și de la Universitatea din Cambridge raportează că aceste cefalopode se pot bloca în forma texturată 3-D a pielii lor dinamice timp de peste o oră fără intervenția sistemului nervos. Se crede că această fiziologie ajută sepia să economisească energie în timp ce se camuflează de prădători, așteaptă prada sau digeră hrana. Studiul apare pe 15 februarie în iScienceun jurnal interdisciplinar recent lansat, publicat de Cell Press.

„Nu îmi venea să cred că am tăiat nervul palial, iar papilele – umflăturile pielii care permit sepielor să-și schimbe textura pielii pentru a deveni mai asemănătoare stâncii sau algelor – au rămas intacte”, spune primul autoare Paloma Gonzalez. -Bellido, lector în neuroștiințe la Universitatea din Cambridge. „Știm că papilele sunt formate dintr-o gamă complexă de mușchi. Singura modalitate prin care acești mușchi pot rămâne de fapt coordonați în aceste forme complicate fără nicio intrare neuronală este că au o modalitate de a menține tensiunea”.

Acest mecanism nu a fost observat la alte cefalopode, cum ar fi calmarul sau caracatița, dar se știe că moluștele bivalve își închid cojile folosind mușchii de prindere pentru a economisi energie. Deși ceea ce se întâmplă la sepie este mai complex, cercetătorii sunt curioși să afle dacă acesta este un caz de evoluție independentă, deoarece principalii neurotransmițători care semnalează mușchii de captare a bivalvelor controlează și expresia papilelor.

Gonzalez-Bellido a făcut această descoperire în timp ce investiga controlul camuflajului sepie la Laboratorul de Biologie Marină împreună cu colegii Trevor Wardill, Roger Hanlon și Alexia Scaros. Ei au fost interesați să urmărească ceea ce se întâmplă în sistemul nervos al sepiei care permite animalului, doar pe baza semnalelor vizuale, să-și contracteze pielea și să-și schimbe textura 3-D în câteva secunde.

„Știm despre papile de ceva timp, dar în general oamenii le studiază dintr-o perspectivă mai mult comportamentală și ne-am implicat să vedem cum funcționează pielea și am urmat o abordare neurobiologică”, spune Wardill (@trevorwardill) , neurolog la Universitatea din Cambridge.

Pe lângă identificarea neuronilor motori și a neurotransmițătorilor dedicați exclusiv controlului camuflajului, cercetătorii au descoperit o asemănare remarcabilă între nervii care controlează papilele de sepie și circuitul neuronal pentru irizații la unii calmari. Aceasta este capacitatea calmarilor de a schimba modul în care lumina soarelui se reflectă în corpul lor, astfel încât să-i ascună de prădători și pradă sau să trimită semnale către conspecifice. Sepiele nu au pielea irizată reglabilă.

„Asemănările dintre papilele și controlul irizațiilor ne fac să credem că cele două sisteme au evoluat dintr-un circuit neuronal al pielii deja prezent într-un strămoș comun, deși ar fi nevoie de mult mai multe studii pentru a ști cu siguranță”, spune Wardill.

Cercetătorii își propun acum să exploreze această legătură și diversitatea irizărilor și controlului papilelor în rândul calmarilor și sepielor. De asemenea, vor să înțeleagă de ce neuronii motori sunt localizați în ganglionii periferici, poziționați între creier și piele.

„Putem învăța atât de multe de la aceste animale”, spune Gonzalez-Bellido. „Ei și-au dezvoltat cu adevărat creierul, în ciuda faptului că au trăit doar unul sau doi ani, așa că este o oportunitate unică de a ne da seama cum evoluția a creat un sistem nervos complet diferit de al nostru.”

###

Această lucrare a fost finanțată de AFOSR, un Isaac Newton Trust / Wellcome Trust ISSF / University of Cambridge Joint Research Grant și o bursă David Phillips a Consiliului de Cercetare în Biotehnologie și Științe Biologice.

iScience, Gonzalez-Bellido și colab.: „Controlul neuronal al papilelor dinamice tridimensionale ale pielii pentru camuflajul sepiei”. http://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(18)30001-4

iScience (@iScience_CP) este un nou jurnal interdisciplinar, cu acces deschis, de la Cell Press, pentru cercetare de bază și aplicată, care face un progres notabil în domeniul sau domeniile pe care le acoperă în științele vieții, fizice și ale pământului. Vizitați: http://www.cell.com/iscience. Pentru a primi alerte media Cell Press, contactați press@cell.com.


Disclaimer: AAAS și EurekAlert! nu sunt responsabili pentru acuratețea comunicatelor de presă postate pe EurekAlert! de către instituțiile contribuitoare sau pentru utilizarea oricărei informații prin intermediul sistemului EurekAlert.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.