Морские звезды (морские лилии) имеют необычную анатомию, напоминающую нечто инопланетное. У этих существ нет мозга, кровеносной системы и центральной нервной системы, но при этом они способны передвигаться. Ученым хорошо известна структура их многочисленных гибких трубчатых ножек, а теперь опубликовано исследование, которое уточнило, за счет чего стало возможным их передвижение.
Исследователи изучали обыкновенную морскую звезду Asterias rubens, у которой ножки расположены в четыре ряда вдоль каждого луча и образуют сеть, которая обеспечивает движение. Координация не требует центрального мозга, потому что каждая ножка сама регулирует силу сцепления и момент отрыва.
Ученые использовали метод фрустрированного полного внутреннего отражения, чтобы отследить контакт каждой ножки с поверхностью в реальном времени. Скорость ползания зависела не от количества активных ножек, а от времени их сцепления. Движение проходит три этапа — приближение и прикрепление к поверхности, удержание контакта и отрыв. Чем быстрее ножка отрывается, тем быстрее движение морской звезды. Время контакта обычно составляет от 3 до 20 секунд.
У больших морских звезд размер ножек не увеличивается пропорционально телу. Они компенсируют массу за счет большего числа задействованных ножек. Эксперименты с дополнительным весом и ползанием вверх ногами показали, что нагрузка замедляет движение, а время сцепления увеличивается. Это подтвердило, что движение возникает благодаря децентрализованной механической обратной связи, где каждая ножка автономно корректирует свое поведение.
Принцип адаптивного передвижения морских звезд может вдохновить инженеров на создание мягких роботов с множеством контактов, которых можно можно научить балансировать скорость и устойчивость без центрального управления, проверенное миллионами лет эволюции.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, могут ли мыслить животные без мозга.
