Segmentierte Nervensysteme in den Armen von Oktopussen: Neue Erkenntnisse

CHICAGO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die faszinierende Welt der Oktopusse hat Wissenschaftler erneut in Staunen versetzt. Eine neue Studie der Universität von Chicago hat herausgefunden, dass das Nervensystem der Oktopusarme in Segmente unterteilt ist, was diesen bemerkenswerten Kreaturen eine präzise Kontrolle über ihre Bewegungen ermöglicht.

Die Oktopusse sind bekannt für ihre außergewöhnlichen Fähigkeiten, ihre acht Arme mit einer beeindruckenden Präzision zu steuern. Diese Arme, die als muskuläre Hydrostate bezeichnet werden, sind weich und besitzen keinen starren Skelettaufbau, was ihnen nahezu unendliche Bewegungsfreiheit verleiht. Jeder Arm ist mit Hunderten von Saugnäpfen ausgestattet, die sich unabhängig voneinander formen können. Trotz dieser Komplexität gelingt es den Oktopussen, ihre Bewegungen entlang eines einzelnen Arms, über alle acht Arme hinweg und zwischen den Saugnäpfen effektiv zu steuern.

In einer neuen Studie haben Wissenschaftler der Universität von Chicago herausgefunden, dass das Nervensystem, das die Armbewegungen der Oktopusse steuert, segmentiert ist. Diese Segmentierung ermöglicht es den Tieren, ihre Umgebung zu erkunden, Objekte zu greifen und Beute zu fangen. Professor Clifton Ragsdale von der Universität von Chicago erklärt: “Wenn man ein Nervensystem hat, das solch dynamische Bewegungen kontrolliert, ist das eine gute Art, es zu organisieren.”

Jeder Oktopusarm verfügt über ein massives Nervensystem, das mehr Neuronen enthält als das Gehirn des Tieres. Diese Neuronen sind in einem großen axialen Nervenstrang (ANC) konzentriert, der sich wie eine Schlange durch den Arm windet. An jeder Biegung bildet sich eine Vergrößerung über jedem Saugnapf. Die Forscher wollten die Struktur des ANC und seine Verbindungen zur Muskulatur in den Armen des Kalifornischen Zweipunkt-Oktopus (Octopus bimaculoides) analysieren, einer kleinen Art, die im Pazifischen Ozean vor der Küste Kaliforniens heimisch ist.

Bei der Untersuchung der Armstruktur unter dem Mikroskop entdeckten die Forscher, dass die neuronalen Zellkörper in Säulen angeordnet sind, die Segmente bilden, ähnlich wie ein gewelltes Rohr. Diese Segmente sind durch Lücken, sogenannte Septen, getrennt, durch die Nerven und Blutgefäße zu den nahegelegenen Muskeln austreten. Nerven aus mehreren Segmenten verbinden sich mit verschiedenen Muskelregionen, was darauf hindeutet, dass die Segmente zusammenarbeiten, um die Bewegung zu steuern.

Die Forscher untersuchten auch den Langflossen-Kalmar (Doryteuthis pealeii), um herauszufinden, ob diese Struktur auch bei anderen weichkörperigen Kopffüßern vorhanden ist. Diese Kalmare haben acht Arme mit Muskeln und Saugnäpfen wie ein Oktopus sowie zwei Tentakel. Die Tentakel haben einen langen Stiel ohne Saugnäpfe, mit einem am Ende befindlichen Keulenbereich, der Saugnäpfe besitzt. Die Untersuchung ergab, dass der ANC in den Stielen nicht segmentiert ist, die Keulen jedoch auf die gleiche Weise segmentiert sind wie bei den Oktopussen.

Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass ein segmentierter ANC speziell für die Steuerung von geschickten, mit Saugnäpfen versehenen Anhängen bei Kopffüßern entwickelt wurde. Die Tentakelkeulen der Kalmare haben jedoch weniger Segmente pro Saugnapf, wahrscheinlich weil sie die Saugnäpfe nicht auf die gleiche Weise zur Wahrnehmung nutzen wie Oktopusse. Während Oktopusse den Meeresboden durchstreifen und ihre empfindlichen Arme als Werkzeuge zur Erkundung nutzen, verlassen sich Kalmare mehr auf ihr Sehvermögen, um im offenen Wasser zu jagen.

Obwohl sich Oktopusse und Kalmare vor mehr als 270 Millionen Jahren voneinander getrennt haben, zeigen die Gemeinsamkeiten in der Steuerung ihrer mit Saugnäpfen versehenen Anhänge und die Unterschiede in den nicht damit ausgestatteten Teilen, wie die Evolution stets die besten Lösungen findet. Professor Ragsdale fasst zusammen: “Organismen mit diesen saugnapfbeladenen Anhängen, die wurmähnliche Bewegungen ausführen, benötigen das richtige Nervensystem. Verschiedene Kopffüßer haben eine segmentale Struktur entwickelt, deren Details sich je nach den Anforderungen ihrer Umgebung und den Druckverhältnissen von Hunderten Millionen Jahren Evolution unterscheiden.”

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