سرپایان
زیست‌شناسی > حرکت و شناوری

جابجایی اکثر سرپایان با خارج کردن سریع آب از حفره جبه صورت می‌گیرد، جبه دارای تارهای عضلانی حلقوی و شعاعی است، طی مرحله ورود آب به بدنه، تارهای حلقوی منبسط و ماهیچه‌های شعاعی منقبض می‌شوند، این عمل موجب افزایش حجم حفره گردیده و آب از شیار جلویی بین جبه و سر از طرف پشتی، جانبی و شکمی وارد حفره جبه می‌گردد، هنگامی که حفره جبه مملو از آب گردید، عمل ماهیچه‌ها معکوس می‌گردد، انقباض عضلات حلقوی نه تنها سبب افزایش فشار در حفره جبه گردیده، بلکه موجب بسته شدن شیار جبه در ناحیه سر نیز می‌شود از این رو آب با فشار از قیف خارج می‌گردد و موجب حرکت جانور در جهت مخالف خروج آب می‌شود. گردش آب در بدن نه تنها نیروی لازم برای جابجایی را فراهم می‌کند بلکه موجب تبادلات گازی در آبشش‌ها نیز می‌گردد.
بیشتر سرپایان می‌توانند با بیرون راندن آب با فشار حرکت کنند، اما این روش در مقایسه با حرکت ماهی‌ها که با تکان دادن دم انجام می‌شود، انرژی زیادی مصرف می‌کند. کارایی این روش با افزایش اندازه جانور کاهش می‌یابد، به همین دلیل، بچه سرپایان در این روش حرکت بسیار کارآمدتر از بزرگسالان هستند.
در طول تاریخ تکامل، رقابت با ماهی‌ها باعث شد که سرپایان به روش‌های حرکتی کارآمدتری روی بیاورند و از باله‌ها و شاخک‌هایشان برای حفظ سرعت ثابت استفاده کنند. با این حال، حرکت سریع و ناگهانی با بیرون راندن آب برای شکار طعمه یا فرار از شکارچیان همچنان مفید است و سرپایان را به سریع‌ترین بی‌مهرگان دریایی تبدیل می‌کند.
حرکت باله‌ها مکمل بیرون راندن آب است. در ماهی مرکب، باله‌ها با هر بار بیرون راندن آب، برای افزایش سرعت به حرکت در می‌آیند و سپس بین هر بار بیرون راندن آب، باز می‌شوند تا از غرق شدن جانور جلوگیری کنند.
آب حاوی اکسیژن به داخل حفره جبه کشیده می‌شود و پس از عبور از آبشش‌ها، از طریق انقباض ماهیچه‌های این حفره و از طریق یک مجرای قیفی‌شکل به نام هیپونوم خارج می‌شود. اندازه این مجرا سرعت حرکت جانور را کنترل می‌کند. جهت حرکت نیز تا حدودی با تغییر جهت این مجرا قابل کنترل است. برخی سرپایان هنگام بیرون راندن آب، صدایی شبیه شلیک گلوله تولید می‌کنند که احتمالاً برای ترساندن شکارچیان است.
سرپایان با وجود اینکه در طول رشد بزرگتر می‌شوند و این موضوع بر نحوه حرکت آنها در آب تأثیر می‌گذارد، اما همچنان از روش مشابهی برای حرکت استفاده می‌کنند. بچه سرپایان بیشتر از جت‌های (فوران‌های) خود برای حرکت به سمت بالا استفاده می‌کنند، در حالی که سرپایان بالغ بیشتر به باله‌های خود تکیه می‌کنند و شنا می‌کنند.
تصور می‌شود که سرپایان اولیه با کشیدن بدن خود به داخل پوسته‌هایشان، مانند ملوانک‌های امروزی، جت (فوارهٔ آب) تولید می‌کردند. ملوانک‌ها علاوه بر این، می‌توانند با تکان دادن قیف خود نیز جت تولید کنند. این جریان آب آهسته‌تر برای جذب اکسیژن از آب مناسب‌تر است. وقتی ملوانک بی‌حرکت است، تنها می‌تواند ۲۰ درصد اکسیژن موجود در آب را جذب کند. سرعت جت ملوانک بسیار کمتر از سرپایان دیگر است، اما ماهیچه و انرژی کمتری نیز برای تولید آن نیاز دارد.
نیروی رانش جت در سرپایان عمدتاً توسط حداکثر قطر روزنه قیف و قطر حفره جبه کنترل می‌شود. تغییرات در اندازه روزنه بیشتر در سرعت‌های متوسط استفاده می‌شود. سرعت حرکت سرپایان به میزان نیاز آنها به تنفس محدود می‌شود، زیرا برای بیرون راندن آب، ابتدا باید آب را وارد بدن کنند. این موضوع حداکثر سرعت را به هشت برابر طول بدن در ثانیه محدود می‌کند، سرعتی که اکثر سرپایان می‌توانند پس از دو بار بیرون راندن آب به آن دست یابند.
ماهی مرکب می‌تواند تا ۹۴ درصد از مایع داخل حفره جبه خود را در یک بار بیرون راندن آب تخلیه کند. برای تطبیق با تغییرات سریع در ورود و خروج آب، روزنه‌ها بسیار انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند اندازه خود را تا بیست برابر تغییر دهند، در حالی که شعاع قیف تنها حدود ۱٫۵ برابر تغییر می‌کند.
برخی از گونه‌های هشت پا می‌توانند در امتداد بستر دریا راه بروند. ماهی‌های مرکب و سپیداج‌ها نیز می‌توانند با حرکت دادن ماهیچه‌های پیرامون جبه، مسافت‌های کوتاهی را در هر جهتی طی کنند.
بیشتر سرپایان در آب غوطه‌ور هستند و این شناوری را به روش‌های مختلفی به دست می‌آورند. بعضی از آنها، مانند ملوانک، گاز را در فضای بین بدن و پوسته خود نگه می‌دارند. برخی دیگر آب شیرین‌تر را از کلیه‌هایشان ترشح می‌کنند و آب شور سنگین‌تر را از بدن خارج می‌کنند. برخی دیگر، مانند برخی ماهی‌ها، روغن را در کبد خود ذخیره می‌کنند و برخی از هشت‌پاها بدنی ژلاتینی دارند که یون‌های کلرید سبک‌تر جایگزین سولفات در بدنشان می‌شود.
ماهی‌های مرکب معمولاً شناوری منفی دارند، به این معنی که چگالی آنها از آب بیشتر است و به همین دلیل باید برای حفظ عمق خود انرژی مصرف کنند. این موضوع باعث می‌شود هزینه حرکت برای آنها بسیار بالا باشد. اما ماهی‌های مرکب و سرپایان ساکن در آب‌های عمیق معمولاً شناوری خنثی‌تری دارند که به آنها اجازه می‌دهد بدون نیاز به تنظیم عمق، کارآمدتر حرکت کنند.
هشت‌پای ساکن در شن با تقلید از رنگ و حرکات کفشک‌ماهی شنی، خود را از شکارچیان پنهان می‌کند. این هشت‌پا می‌تواند بدن خود را صاف کند و بازوهایش را به عقب بکشد تا شبیه کفشک‌ماهی شود و با همان سرعت و حرکات حرکت کند.
جالب است که ماده‌های دو گونه هشت‌پا، Ocythoe tuberculata و Haliphron atlanticus، یک بادکنک شناوری واقعی را در بدن خود ایجاد کرده‌اند.