Schlaue Arme

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Es ist schon eine logistische Herausforderung: Acht Arme gleichzeitig, zielgerichtet und wohl koordiniert zu bewegen. Doch ein Tintenfisch bewältigt dieses Problem scheinbar mühelos. Dabei belastet er sein Gehirn nicht mit dieser Tätigkeit. Vielmehr steuert ein eigenes, autonomes Nervensystem selbstständig die Armbewegungen.

Andreas Jahn

Eine Felsküste irgendwo am Mittelmeer: Helles Sonnenlicht durchflutet das glasklare Wasser. Auf der Suche nach Nahrung krabbelt ein Taschenkrebs über die Steine – nichts Böses ahnend, denn sein dicker Panzer schützt ihn vor gefräßigen Räubern. Doch plötzlich schießt ein schlangenartiges Gebilde aus einer Felsspalte, packt den Krebs und reißt ihn zurück in die Spalte. Bevor dem Opfer klar wird, was mit ihm geschieht, wird sein Panzer mit einem papageiartigen Schnabel geknackt, und in sein Inneres ergießen sich giftige Verdauungssäfte.

Der Gemeine Krake, auch Octopus vulgaris genannt, hat hier zugeschlagen. Schon immer waren Meeresbiologen von den Kopffüßern fasziniert, zeigen doch die Vertreter dieser Klasse im Gegensatz zu anderen Weichtieren eine erstaunliche Intelligenz. Sie gelten nicht umsonst als die am höchsten entwickelten wirbellosen Tiere.

Eine besondere Herausforderung für den Kraken stellt die Koordination der Bewegung seiner acht Arme dar. Denn im Gegensatz zu unseren Gliedmaßen, deren Bewegungsfreiheit durch die Gelenke stark eingeschränkt ist, kann der Tintenfisch seine skelettlosen, flexiblen Tentakel in nahezu jede beliebige Richtung drehen und wenden. Etwa 50 Millionen Nervenfasern versorgen jeden einzelnen Arm, wobei jedoch nur etwa 40 000 mit Muskelfasern verbunden sind. Am meisten erstaunt die Biologen, dass nur wenige Verbindungen von den Tentakeln zum Gehirn laufen. Wie schafft der Krake es dennoch, seine Arme zielgerichtet zu bewegen?

German Sumbre und Binyamin Hochner von der Hebrew University of Jerusalem haben sich zusammen mit anderen Wissenschaftler die Octopus-Tentakel genauer vorgenommen. Als sie einen einzelnen Arm heraus präparierten und seine Nervenenden elektrisch reizten, schoss er in weniger als einer Sekunde hervor. Videoaufzeichnungen offenbarten, dass die Bewegung exakt wie bei einem gesunden, lebenden Kraken ablief. Der Tintenfischarm benötigte für den Bewegungsablauf also nicht die Steuerung durch das Gehirn. Selbst eine mechanische Reizung der Haut genügte, um die gesamte Choreographie auszulösen.

Die Wissenschaftler schließen hieraus, dass der Tintenfischarm über ein autonomes Nervensystem verfügt, das ein Repertoire häufig benötigter Bewegungsabläufe selbstständig steuern kann. Das Gehirn gibt lediglich den Startbefehl und überlässt die nötige Feinarbeit den Tentakeln allein. Damit bleibt es für andere Aufgaben frei.

Nicht nur Meeresbiologen interessieren sich jetzt für das achtarmige Geschöpf, könnte es doch zukünftig als Vorbild für künstliche Roboter dienen. Denn auch hier gibt es das Problem, die freien Bewegungen gelenkloser Arme zu koordinieren. Eine zentrale Steuerung versagte bisher, doch Robert Full von der University of California in Berkeley – angeregt durch die Ergebnisse der Meeresbiologen – spekuliert bereits auf autonom gesteuerte künstliche Gliedmaßen: "Ein Roboter bräuchte überhaupt kein Gehirn und könnte dennoch hochgradig manövrierfähig sein."