Как медузы ощущают мир и двигаются без мозга

Студенистый купол, шлейф щупалец и почти ничего больше — так устроена «операционная система» медузы. Ни мозга, ни сердца, ткани почти полностью состоят из воды, но через этот простой план строения проходит функциональная сеть, которая обеспечивает восприятие и движение.

Вместо централизованного мозга медузы полагаются на разветвлённую нервную сеть, встроенную в эпидермис. Эта сеть нейронов обрабатывает сигналы локально: свет улавливается простыми фоторецепторами по краю купола, прикосновение — механорецепторами на щупальцах, а равновесие контролируется статоцистами, крошечными органами, регистрирующими положение тела в пространстве. Эти сигналы не поступают в единый командный центр. Они сразу же запускают двигательные ответы в находящихся поблизости мышечных клетках, вызывая ритмичные сокращения купола, которые обеспечивают плавание и простейшую навигацию.

Ключевую роль в такой системе управления играют пейсмекерные клетки, собранные в кольцевые структуры вокруг купола. Эти клетки задают ритм сокращений за счёт повторяющихся потенциалов действия и работают как биологические метрономы. Когда условия среды меняются — например, изменяется сила течения или плотность добычи, — обратная связь от сенсорных клеток подстраивает этот внутренний ритм, изменяя частоту и направление толчков. В результате возникает замкнутая система, в которой распределённые цепи берут на себя задачи вертикальных миграций, обхода препятствий и захвата добычи без сложных вычислительных процессов высокого уровня.

Такая децентрализованная нервная система в сочетании с низкими энергетическими затратами и простым строением тела уменьшает число возможных точек отказа и снижает метаболическую стоимость. Многие сложные животные зависят от уязвимых центральных мозгов, тогда как медузы передают управление на периферию и на рефлекторные дуги на уровне тканей — стратегия, которая, по-видимому, обеспечивает долгосрочное выживание в переменчивой океанской среде.

loading...