Официальное название лунной медузы - Aurelia aurita. В переводе с латинского это означает "Аурелия ушастая". Еще ее называют ушастой медузой. Она водится в прибрежных водах, в морях тропического и умеренного поясов, в том числе в таких, как Средиземное и Черное. Недавно ученые провели исследование, в результате которого были получены новые данные о способе передвижения лунной медузы.
Строение тела лунной медузы
Тело аурелии ушастой является полупрозрачным и имеет розовато-фиолетовые оттенки. Оно напоминает зонтик, у которого по краю располагаются множество тоненьких щупалец, свисающих вниз. Диаметр лунной медузы - от трех до сорока сантиметров. На щупальцах находятся стрекательные клетки, которые парализуют мелких животных.
В центре купола - четыре ярко-фиолетовых кольца. А по краям - небольшие выемки с утолщениями. В них находятся главные органы чувств. Это глаза, а также статоцисты - органы равновесия. В центре вогнутой нижней части "колокола" находится ротовое отверстие.
Оно четырехугольное и окружено четырьмя большими ротовыми лопастями. По форме они чем-то напоминают ослиные уши. Нетрудно догадаться, что именно поэтому аурелия и получила такое видовое название - aurita (ушастая). По размеру этих лопастей определяется пол медузы. У самцов они меньше, а у самок намного крупнее. Это связано стем, что именно в них располагаются камеры, внутри которых осуществляется развитие личинок.
Построение математической модели
Лунные медузы, напоминающие прозрачные колокола, перемещаются в океане весьма эффективно. Сейчас немецкие ученые, работающие в Университете города Бонна, исследуют использование Aurelia aurita их нейронных сетей для контроля движения, в том числе и, когда они ранены.
Для этого применяется специально выстроенная математическая модель. Возможно, что полученные результаты будут в дальнейшем способствовать оптимизации движения подводных роботов. Об этом исследовании пишет журнал Life.
Большая эффективность передвижения
Тело аурелии состоит из кольцевидных мышц, которые сжимаясь и разжимаясь, выталкивают воду из "колокола". Фабиан Палласди, возглавляющий исследовательскую группу, поясняет, что движения, выполняемые ушастыми медузами при их передвижении, отличаются большой эффективностью.
На краю "колокола" ими создаются вихри, которые значительно увеличивают тягу. При этом приложение мышечной силы требуется только при сокращении, тогда как расширение осуществляется автоматически. Это происходит за счет того, что ткань является эластичной и очень легко возвращается в первоначальное состояние.
Ушастая медуза подходит для исследования эволюции нервной системы
Чтобы узнать, каким образом эти морские обитатели регулируют свои движения, ученые и создали математическую модель их нейронных сетей. Доктор Рауль-Мартин Меммешаймер, один из ведущих сотрудников исследовательского коллектива, отметил, что медузы - это одни из старейших и простейших организмов, перемещающихся в толщах воды. Поэтому целесообразно изучать происхождение нервной системы именно на примере этих представителей животного мира, наряду с другими, наиболее древними.
Обширные нейрофизиологические данные медуз были получены в пятидесятых и восьмидесятых годах прошлого века. Это дало возможность сотрудникам университета в Бонне взять их за основу разработки соответствующей математической модели. Нервные клетки аурелии ушастой рассматривались ими по отдельности, а затем в комплексе, при движении медузы.
Дифференцированное использование нейронных сетей
Фабиан Палласди говорит о том, что созданная учеными математическая модель дает возможность ответить на вопрос о том, каким образом возбуждение тех или иных нервных клеток выливается в движение организма. Медуза обладает свойством восприятия положения тела при помощи реакции на световые раздражители и органа, отвечающего за его баланс.
Если подводное течение разворачивает ушастую медузу, она тут же компенсирует указанное воздействие. Например, она начинает двигаться ближе к поверхности моря. С помощью математической модели ученым удалось выяснить, что для движения вперед по прямой линии животное пользуется одной нейронной сетью. Тогда как для совершения вращательных движений задействовано уже две.
Волнообразное распространение возбуждения
Известно, что нервные клетки медузы распространяют свою активность по "колоколу" в виде волн. При этом еще в девятнадцатом веке было выяснено, что препятствием не являются даже имеющиеся в его тканях повреждения.
Сегодня ученые из Боннского университета дают этому объяснение при помощи произведенных симуляций. Оказывается, что сигналы от одной клетки к другой передаются мгновенно. После того как срабатывает одна нервная единица, импульс тут же подхватывается другой, даже если в прочих участках имеются изъяны.
Но волнообразный принцип распространения возбуждения в теле медузы не мог бы сработать, если бы нервный импульс передавался случайным образом. Как выяснилось теперь, с помощью использования математической модели, этот риск компенсируется тем, что существуют специальные нервные клетки, которые препятствуют затуханию импульса на поврежденных участках.
В заключение Фабиан Палласди высказал надежду на то, что дальнейшие исследования прольют свет на то, как происходила эволюция нейронных сетей. Кроме того, они помогут в создании подводных роботов, которые будут двигаться по принципу, согласно которому осуществляется движение лунных медуз. А также дадут возможность улучшения контроля за такими роботами.
