Imagina tus brazos pegados a casi todo lo que tocan. Los humanos solo tienen que preocuparse por eso en incidentes desafortunados que involucran pegamento loco. Sin embargo, uno pensaría que un pulpo sufriría de extremidades que se adhieren demasiado: sus ocho tentáculos están forrados con cientos de ventosas táctiles que cambian de forma y perciben la comida. Entonces, ¿por qué estos brazos no se unen o terminan en nudos?
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"Es sorprendente que nadie haya hecho esta pregunta", dice Guy Levy, investigador en el laboratorio del neurobiólogo de pulpos Benny Hochner de la Universidad Nacional Hebrea de Jerusalén. El problema de los brazos pegados y atados en nudos puede parecer una tontería desde una perspectiva humana. Pero, para un pulpo, es una hazaña evolutiva importante de control de movimiento.
Levy, Hochner y sus colegas en Estados Unidos e Israel creen que han descubierto cómo lo hacen los pulpos. Según su estudio publicado hoy en Current Biology, la piel del pulpo produce una señal química para anular los reflejos de la ventosa de los tentáculos. Cada señal química también puede ser única para el pulpo, lo que evitaría que estos organismos a veces caníbales coman también pedazos cortados de sus propios brazos.
Los científicos están interesados en estos animales de aspecto extraterrestre porque, al igual que los humanos, tienen cerebros grandes. Estos cerebros están compuestos por 200 millones de neuronas y son capaces de resolver problemas y memorizar (e incluso predecir importantes partidos de fútbol). "Comprender realmente la cosmovisión de un pulpo es fundamental para comprender cuáles son los factores que intervienen en la creación de un gran cerebro", dice Jennifer Basil, bióloga del CUNY's Brooklyn College que no estaba afiliada al estudio.
El sistema nervioso del pulpo difiere del nuestro en una forma clave: 300 millones de neuronas periféricas se extienden a través de sus brazos tentáculos y facilitan el movimiento. Los pulgares oponibles son geniales, pero estos tentáculos prensiles les dan a los pulpos libertad de movimiento que les permite arrebatar comida, esconderse en espacios pequeños y robar las cámaras de los buceadores.
Las ventosas que recubren los tentáculos de Octopus vulgaris captan señales químicas y sensoriales para probar esencialmente alimentos potenciales. (Foto: © Ingo Arndt / Foto Natura / Minden Pictures / Corbis) "El pulpo tiene un control completo sobre sus brazos, pero el control se distribuye entre el cerebro y los brazos, que en cierta medida son autónomos", dice Levy. Entonces, cuando un brazo de pulpo se corta por accidente o en una pelea con un depredador, permanece activo durante aproximadamente una hora, agarrando y sosteniendo instintivamente todo lo que toca.
Debido a su autonomía, los investigadores vieron los brazos de pulpo amputados como una forma de intentar responder preguntas sobre cómo estos animales caníbales reconocen sus propios brazos unidos (y no unidos) de la comida potencial.
Los investigadores comenzaron amputando humanamente un brazo de pulpos comunes ( Octopus vulgaris ) en su laboratorio. "Este no es un evento traumático para los pulpos", explica Levy, quien realizó gran parte del trabajo de laboratorio con su colega Nir Nesher. "Pierden armas en la naturaleza muchas veces y continúan comportándose normalmente, y el brazo vuelve a crecer".
Los investigadores colocaron un pulpo y diferentes objetos (brazos amputados, brazos desollados, peces, camarones y placas de Petri parcialmente cubiertos con piel de pulpo) en un tanque y observaron lo que sucedió. Los brazos amputados nunca se unieron a sí mismos o agarraron los brazos del pulpo vivo en el tanque, en lugar de evitar a sus retoños vecinos anteriores.
Sin embargo, los brazos cortados se engancharon a los brazos de pulpo sin piel y a la parte de plástico de las placas de Petri. Los investigadores midieron la fuerza aplicada a cada objeto y descubrieron que los brazos nunca aplicaban fuerza de agarre a la piel. Entonces, cualquiera que sea la señal que impidiera los reflejos de apego de la ventosa, tenía que provenir de la piel.
Un pulpo frota sus brazos sobre su propio brazo recién amputado, acariciándolo, pero sin agarrar la piel. El pulpo agarra el brazo agitado solo en el sitio de amputación, donde está expuesta la carne, y lo sostiene en el pico sin comerlo. (Video: Current Biology, Nesher et al.) La piel del pulpo es increíblemente compleja; Está compuesto por células que cambian de color llamadas cromatóforos, junto con redes de señalización química y células nerviosas. Para probar si una señal química podría estar en juego, untaron las secreciones extraídas de la piel del pulpo y las secreciones de la piel del pescado en diferentes placas de Petri, y las colocaron en los tanques del pulpo con los brazos cortados.
Las fuerzas aplicadas por los brazos cortados a las placas de Petri con limo de pulpo fueron 10 veces menos que una placa de Petri normal y 20 veces menos que una placa de Petri con limo de pescado. Claramente, algún tipo de químico de la piel transmitió el mensaje, "¡Tentáculos!"
Las señales químicas están muy extendidas en biología, pero los investigadores señalan que esta es la primera señal química que desencadena un comportamiento motor que no desciende por la cadena de mando en el cerebro. Esta señal no solo evita que la criatura se anude en nudos, sino que probablemente también evita que el animal se coma sus propios brazos cortados. En las pruebas de tanques, los pulpos vivos a veces se aferraban a los brazos amputados, pero eran más propensos a agarrar un brazo y manipularlo como comida si nunca les pertenecía.
El pulpo coloca el brazo en su boca, tratándolo como si fuera comida.Las señales químicas parecen únicas para el animal, pero determinar qué tan única es cada señal y precisar la receta química requiere más investigación. "Este reconocimiento químico de uno mismo, particularmente en un organismo que tiene apéndices que son de forma libre, es esencial para comprender cómo funciona un animal así porque no hay otro animal así", dice Basil.
Su cuerpo único y sistema nervioso periférico también han llamado la atención de los grupos de biorobóticos. Varios laboratorios de todo el mundo están intentando desarrollar un robot de cuerpo blando basado en un pulpo para aplicaciones de equipos médicos para ayudar a trasladar pacientes en centros de atención para personas mayores. En este caso, el laboratorio israelí trabaja con un esfuerzo europeo llamado STIFF-FLOP que está desarrollando un brazo robot flexible basado en el tentáculo de pulpo para ayudar con cirugías menos invasivas.
"Un mecanismo como el que encontramos aquí puede ser de gran ayuda para los ingenieros", dice Levy. Por ejemplo, uno podría programar una herramienta quirúrgica con forma de brazo de pulpo para evitar obstáculos mediante el reconocimiento químico, o "si el manipulador tiene que arrastrarse a través de las tuberías de los intestinos, puede programarse para evitar manipular las paredes intestinales", sugiere.
Las posibilidades parecen infinitas. Tal vez los robots de pulpo podrían incluso explorar las profundidades de nuestros océanos algún día ... con tentáculos que no se pegan, por supuesto.
Corrección: una versión anterior de este artículo afirmaba que el sistema nervioso periférico del pulpo contiene 300 nervios en lugar de 300 neuronas.
