A Histological Analysis of the Arm and Sucker Cup Nervous System in the Curled Octopus (Eledone cirrhosa)

Abstract

Spesialiserte sansesystemer og anatomiske strukturer allokert til å prosessere informasjonen de samler er kritiske for dyrs overlevelse og reproduksjon. Den åttearmede blekkspruten er en sansespesialist, som benytter sine åtte armer for autonom søkeadferd ved hjelp av en smak-ved-berøringssans og et høyt utviklet perifert nervesystem. Unike sanse-adaptasjoner arten viser til er sugekoppene som virker som sanseorgan, og armnerven som et sentralt senter for sanse- og motor-informasjonsprosessering uavhengig av sentralnervesystemet. For å lære mer om anatomien til disse adaptasjonene og hvordan ulike arter har utviklet de for sine unike habitat – må flere grundige undersøkelser gjøres i flere arter.

Her undersøkte jeg nevroanatomien i armen og sugekoppen i Eledone cirrhosa, en art med bred utbredelse og tilknytning til havområder med stor variasjon i dybde. Med immunhistokjemi beskriver jeg her nevroanatomiske strukturer aldri før beskrevet i denne arten, inklusivt sansecellene i sugekoppene og armnerven med assosierte ganglia. Fra dette arbeidet vises det et bredt spekter av sanseceller, som kanskje overgår det som er tidligere beskrevet i åttearmet blekksprut. Det gjenstår derimot å se hvorvidt dette gjenspeiles i artens sansefunksjon og til hvilken grad dette er vesentlig til miljøet den lever i. Ingen resultater fra beskrivelsene av nevroanatomien utenom sugekoppene var tilstrekkelig detaljerte til å redegjøre strukturer og organisering utover det tidligere beskrevet i andre arter, men teknikkene brukt i dette arbeidet kan trolig anvendes til å lære mer om disse systemene.

Specialized sensory systems and the underlying neuronal structures allocated to processing the sampled information are crucial for an animal’s survival and reproductive success. Octopus are sensory specialists, that utilize their eight flexible arms for autonomous search behaviors guided by chemotactile stimuli and supported by an elaborate peripheral nervous system. The unique sensory adaptions include the sucker, that act as sensory organs and the axial nerve cord of the arm that serves as a major center for sensorimotor integration and processing, completely independent of the central nervous system. To learn more about how the anatomy of this unique adaption, and how species have adapted to their individual habitats – further investigations of these systems in a wider range of species are required.

Here, I investigated the neuroanatomy of the arm and sucker cup in Eledone cirrhosa, a local species of octopus with a broad geographical distribution that inhabits a wide range of depths. With immunohistochemical techniques I described for the first time neuroanatomical structures in this species, including the sensory neuron repertoire of the sucker cup and the axial nerve cord with its associated ganglionic structures. From this work it appears that E. cirrhosa displays a broad sensory neuron repertoire, perhaps even greater than that what has been described previously in octopus. Yet it remains to be tested to what extent this translates to sensory function and species-specific adaptions related to habitat and lifestyle. No results regarding observations of the neuroanatomical organization outside the sucker cup were sufficiently detailed to indicate structures or organization beyond that described in earlier histological work, however the methods applied here might prove useful to further our knowledge about this system.