カモフラージュの達人、イカが新たに超能力を発見

2018-02-21
新しい発見は、イカなどの頭足類が最大1時間簡単に変装を保持できることを明らかにしています。エンジニアは、ソフトロボットと動的な3Dマップを開発するために彼らのトリックから借りることを望んでいます。ロジャーソフィック

イカ–色や質感を瞬時に変えて周囲に溶け込む驚異的な能力で知られる頭足類–には、新たに発見されたもう1つのトリックがあります。研究者は、これらの柔らかい生き物がカモフラージュパレットを「凍結」し、主要な神経系からのエネルギーを消費する入力なしで最大1時間所定の位置に固定できることを発見しました。

その超能力は、彼らが検出されることを避けるために彼らの変装を長期間保持することを可能にします–そして食べられます。それはまた、彼らが待っている間、彼らが本質的に見えないままでいることを可能にすることによって、彼らが彼ら自身の獲物を奪うのを助けます。2018年2月15日にジャーナルiScienceに公開されたこの調査結果は、これらの海底に住む変装の達人のさらに別の巧妙な戦略を明らかにするだけでなく、動物のトリックから借りて新しい技術を開発することを望んでいるエンジニアにさらなるガイダンスを提供します。たとえば、3次元に跳ね上がることができるマップや、人間の脚を包み込んでサポートを提供できるソフトボディのロボットなどです。

多くの発見と同様に、科学者はほとんど偶然にこれに遭遇しました。研究者たちは、マサチューセッツ州ウッズホールの海洋生物学研究所で一緒に働いている間、イカの神経系が皮膚にどのように指示して、数秒以内に3Dテクスチャを変換し、たとえば昆布や岩。彼らがイカの側面に沿って走る2つの主要な神経の1つをスライスしたとき、彼らは動物がその神経の対応する側でそのカモフラージュを失うだろうと予想しました。しかし、実際には、乳頭と呼ばれるイカの皮膚の節によって提供される3次元のテクスチャはそのままでした。

「私たちが最初にそれを見たとき、それは実際には非常に驚くべきことでした」と、研究の共著者でケンブリッジ大学の神経科学者であるTrevorWardillは言います。 「一般的に、筋肉への入力をカットすると、それはただリラックスし、それで終わりです。私たちは何か間違ったことをしたと思いました。」

しかし、ケンブリッジ大学の神経科学の講師である筆頭著者のパロマ・ゴンザレス・ベリドが率いる手順での繰り返しのテイクは、この現象がまぐれではないことを示しました。 (動物は手順によって殺されておらず、MBL施設の水槽で泳いだり餌を与えたりすることができました。)チームの発見は、この種のロック、または知られているように筋肉を捕まえることが初めて検出されたものです。どんな頭足類でも。ウォーディル氏は、これはアサリやムール貝がエネルギーを消費せずに密閉するために使用するのと同様の種類のロック機構であると信じていると述べています。他の野生動物と同様に、生き残るために消費するすべてのカロリーに依存しているイカにとって、絶えずエネルギーを排出することなく変装を維持する方法を持つことは、独創的な生存戦略です。

「通常、神経メッセージを絶えず送信している場合、それを行うには絶えずエネルギーを使用する必要があります」と彼は言います。「メッセージを送信してから最大1時間送信を停止すると、大幅な節約になります。」

イカもできる

研究者たちは、海の上部の水柱にぶら下がっているイカが同じ能力を持っているのではないかと疑っています。イカはイカのように肌の質感を変えません。おそらく、抗力の増加はそのような粗い表面を利点よりも責任のあるものにするからです。しかし、これらの頭足類は、肌の虹色の質を変えることで溶け込み、太陽の光が体に反射する方法を効果的に変えます。観察によると、イカはその虹色を利用して、カニなどの獲物に催眠術かけています。イカの神経伝達物質を調査したところ、彼らはイカが遊色効果を操作するために使用する神経回路との著しい類似性を発見しました。したがって、彼らはイカが特定の虹色の外観を閉じ込める同様の能力を持っているのではないかと疑っています。

「同じ神経制御がイカの乳頭とイカの遊色を制御しているように見えます」とWardillは言います。 「私たちは、彼らがこの制御システムの共通の祖先を持っているに違いないと思うが、陪審員はまだ出ていない。」

科学者がさらに別の巧妙な頭足類のトリックを発見したという言葉は、ペンシルベニア大学の機械工学および応用力学学部の助教授であるジェームズ・ピクルのような人々にとってエキサイティングなニュースです。Pikulの研究グループは最近、頭足類に関する以前の研究から借用して、シリコンとファイバーメッシュリングを使用した合成形態のイカの急速に変化するテクスチャーカモフラージュ模倣しました。彼は、イカの動的なテクスチャ変更機能に基づいて、車両内で平らになり、コマンドに応じて3次元に跳ね返り、ドライバーのルートの鮮明で完全な輪郭のビューを提供できるGPSマップを生成することを想定しています。

将来の医療アプリケーション

Pikulはまた、頭足類から借りることができる無限の医療アプリケーションを予測しています。これには、患者の負傷した脚の周りのカビに瞬時に曲がって順応したり、鼓動する心臓を包み込んでサポートしたりできるソフトロボットが含まれます。これらのビジョンを達成するために、ピクルはイカからインスピレーションとガイダンスを受け取り、それを前進させることを予見しています。彼は、たとえば、周囲に合わせてアクティブ化または非アクティブ化できるだけでなく、特定の形状をとってさらに微調整された表面を作成するように促される個々の人工乳頭を開発することを想定しています。

「自然はすでに設計プロセスを開始しているので、ゼロから始める必要はありません」とピクル氏は言います。「しかし、最終的には、これらの素晴らしい動物でさえできることを超えたいと思っています。」

今それは興味深いです

イカに関する最新の研究は、空軍科学研究局によって資金提供されました。Trevor Wardillは、動物に対する軍の関心はカモフラージュを超えていると指摘しています。「彼らは材料科学にも興味を持っています。非常に平らな構造を取り、それをアクティブ化することで3次元形状を形成できると想像できます。この機能は、構造をある場所に平らに輸送する必要がある場合に非常に役立ちます。それからそれを拡張します。」

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