Даже без носов осьминоги способны определять, какие источники пищи пригодны для еды, а какие уже утратили свою актуальность, просто прикоснувшись к ним. Секрет, как утверждает новое исследование, заключается в поверхностных микробиомах и некоторых очень чувствительных присосках.
Исследование было проведено группой ученых из лаборатории Ника Беллоно, биолога из Гарварда, который изучает, как организмы адаптируются к окружающей среде на молекулярном уровне. Предыдущие исследования лаборатории Беллоно показали, что осьминоги — да, именно так вы образуете множественное число слова «осьминог» — имеют химические сенсоры в присосках на своих восьми конечностях, которые позволяют им эффективно «чувствовать вкус, осязая».
Теперь новая работа команды добавляет еще больше информации о том, как головоногие моллюски воспринимают окружающий мир, особенно когда речь идет об распознавании полезных соединений от вредных.
В сопутствующей статье Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) Маргарет Макфолл-Нгай, физиолог и биохимик из Калифорнийского технологического института, не принимавшая участия в исследовании, назвала его «самой захватывающей работой, которую я читала за долгое время».
Беллоно и его коллега-постдок Ребекка Сепела отметили, что самки калифорнийских двухточечных осьминогов регулярно выбирают и выбрасывают определенные яйца из своих собственных кладок. При исследовании яиц под сканирующим электронным микроскопом они обнаружили, что выброшенные яйца были покрыты микробами.
Это привело их к культивированию около 300 штаммов микробов и экспериментам с тем, как вырабатываемые ими химические вещества могли бы активировать химические сенсоры осьминогов.
«Идея заключалась в том, что если штамм микроба мог бы активировать рецептор, то он мог бы генерировать нейронный сигнал, который сообщал бы осьминогу: это то, что меня волнует», — сказал Сепела.
Химический переводчик
Конечно же, Сепела и ее команда смогли найти точные соединения, которые активировали рецепторы на основе присосок. Например, команда обнаружила, что бактериальный вид Vibrio alginolyticus производит химическое вещество под названием H3C на разлагающихся панцирях мертвых крабов. Когда команда нанесла это химическое вещество на некоторых пластиковых игрушечных крабов, осьминоги избегали этих крабов, вместо этого пытаясь полакомиться незараженными версиями.
Исследователи также обнаружили, что другие микробы, называемые Vibrio mediterranei, появлялись на скорлупе яиц осьминога и производили соединение под названием LUM, когда яйца становились нежизнеспособными. Когда команда создала поддельные яйца на основе геля, покрытые этим веществом, осьминоги выбрасывали их из своей кладки, предпочитая вместо этого высиживать яйца без микробов.
«Микробиом действует почти как химический переводчик», — сказал Сепела. «Он интегрирует сигналы окружающей среды — например, изменения температуры или уровня питательных веществ — и выводит молекулы, которые сообщают осьминогу, как себя вести».
Хотя это конкретное исследование раскрыло еще больше информации о тайнах осьминога, исследователи считают, что их открытие может иметь значение в определении того, как микробиомы могут влиять на поведение других видов. Мы уже знаем, например, как наши собственные внутренние микробиомы могут формировать такие вещи, как депрессия и память, поэтому команде любопытно узнать, как внешние микробные сообщества могут управлять поведением животных в дикой природе.
«Осьминог дает нам возможность изучать межцарственную коммуникацию с меньшей сложностью», — сказал Беллоно. «Это система, в которой мы можем напрямую связать микробный сигнал с поведением — будь то хищничество или родительская забота».
Исследование опубликовано в журнале Cell .
