Dotykanie pozwala ośmiornicom wstępnie posmakować jedzenia

Ramiona ośmiornicy mają własne umysły.

Ich osiem potężnych kończyn może “wyrywać” kraby z kryjówek. Potrafią chwycić homara, potrafią złapać rybę i robią to wszystko bez użycia mózgu. To dlatego, że ich ramiona potrafią myśleć samodzielnie.

Aha, jeszcze jedno: ośmiornica może używać tych ramion do „smakowania” jedzenia, chociaż nie do końca tak, jak robią to ludzie.

Naukowcy właśnie znaleźli wyspecjalizowane komórki na ramionach ośmiornic. Te komórki, które pozwalają zwierzęciu smakować pokarm, nie były widziane u innych zwierząt.

„Istniała ogromna luka w wiedzy na temat tego, jak ośmiornice [ramiona] faktycznie zbierają informacje o swoim środowisku” – mówi Tamar Gutnick. Jest neurobiologiem, która bada ośmiornice na Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie w Izraelu. Nie brała udziału w badaniu. „Wiedzieliśmy, że [ośmiornice] smakują dotykiem” – mówi. Jednak dodaje: „Zrozumienie, jak to naprawdę działa, to zupełnie inna sprawa”.

Jak ramiona wyczuwają i przetwarzają informacje, jest kluczem do zrozumienia inteligencji ośmiornicy, mówi. „To naprawdę ekscytujące widzieć, jak ktoś dokładnie przygląda się typom komórek, których to powodują” – i ich działaniu.

Bardzo czułe ramiona

Ramiona ośmiornicy przymocowane są do głowy zwierzęcia. Stworzenie używa tych ramion do poruszania się, polowania i rozmnażania. Każde ramię ma 280 przyssawek. W każdym przyssawce osadzone są specjalne komórki. Te komórki mogą pomóc ramieniu szybko stwierdzić, czy coś jest kawałkiem jedzenia, kolczastą skałą czy trującym stworzeniem. Aby to zrobić, nie tylko czują ofiarę, ale także ją smakują.

Komórki te wykrywają substancje chemiczne wytwarzane przez wiele zwierząt wodnych – wyjaśnia Nicholas Bellono. Jest biologiem molekularnym, kimś, kto bada komórki życia. Kierował zespołem na Uniwersytecie Harvarda w Cambridge w stanie Massachusetts, który właśnie zbadał te komórki. To, co znaleźli, jest wskazówką do wyjątkowej ścieżki, jaką ośmiornice ewoluowały w kierunku inteligencji.

Ogromne dwie trzecie komórek nerwowych ośmiornicy znajduje się w jej ramionach, a nie w mózgu. Wszystkie te komórki pozwalają tym elastycznym czujnikom działać prawie samodzielnie.

Naukowcy skupi się na ramionach kalifornijskiej ośmiornicy dwupunktowej ( Octopus bimaculoides ). Zrobili szczegółowe zdjęcia. Pokazały one coś, co wyglądało na komórki czuciowe. Niektóre z tych komórek na powierzchni przyssawek miały zakończenia rozgałęzione jak drzewo.

Zespół Bellono wyizolował komórki, a następnie przetestował, jak reagują one na szereg bodźców – od dotyku po substancje chemiczne wyekstrahowana z jakiejś ryby. Jedna klasa komórek była podobna do tych, które wykrywają dotyk u wielu zwierząt. Inny zestaw odpowiedział na substancje chemiczne wyekstrahowane z ryb.

Grupa Bellono odkryła, że ​​drugi zestaw komórek zawiera receptory – białka wyczuwające określone bodźce. Żadne inne zwierzę nie ma tego typu receptora. Opisuje je jako „chemotaktyczne / chemodotykowe [chemotactile]”, co oznacza, że ​​potrafią odróżnić jedną substancję chemiczną od drugiej za pomocą dotyku.

Kierując się na degustatorów

Aby zbadać, jak działają te receptory, Bellono i jego załoga umieścili je w komórkach ludzi i żab. Zrobili to za pomocą narzędzi genetycznych. Następnie wystawili komórki na działanie szeregu różnych chemikaliów, z którymi może się spotkać ośmiornica. Komórki zareagowały tylko na jedną grupę chemikaliów. Są znane jako terpenoidy. Wiele stworzeń morskich je wytwarza. Naukowcy uważają, że niektórzy z nich używają ich jako trucizny do obrony przed drapieżnikami.

Początkowo odkrycie wydało Bellono nieco dziwne. „W przypadku wrażeń wodnych zwykle myślimy o cząsteczkach, które dobrze dyfundują (rozpuszczają się w wodzie)” – mówi. Byłoby to podobne do tego, jak ludzie wyczuwają związki, które rozprzestrzeniają się w powietrzu. Ale te terpenoidy nie rozpuszczały się dobrze w wodzie. Wtedy Bellono zdał sobie sprawę, że to ma sens. Ośmiornice poruszają się po swoim wodnym świecie „dotykając wszystkiego” – zauważa. Detektory terpenoidów mogą nakłaniać ośmiornicę do szybkiego uchwycenia czegoś, czego dotknie, zanim odpłynie – lub do puszczenia i kontynuowania poszukiwań.

I to jest dokładnie to, co wydarzyło się w laboratorium. Kiedy były w zbiorniku, ośmiornice badały normalne powierzchnie bez terpenoidów, używając szerokich, zamaszystych ruchów ramion. Ale kiedy ramie dotknęło powierzchni wypełnionej różnymi terpenoidami, zwierzęta zatrzymały się. Następnie szybko “badało” to miejsce i ruszało dalej – lub szybko odpływało, omijając tę ​​część zbiornika.

Nie jest jasne, co oznaczają te zachowania. Mówią nam, że ośmiornice wykorzystują te receptory do wyczuwania substancji chemicznych za pomocą dotyku. „Przyrównujemy go do smakowania dotykiem, żeby w pewnym sensie zrozumieć, co to może oznaczać dla ośmiornicy” – mówi Bellono. „Ale”, dodaje, „jest zupełnie inny niż nasz smak”.

Jego laboratorium już pracuje nad identyfikacją innych związków, które te czujniki mogą wykryć. Bellono bada również, w jaki sposób receptory mogą być dostrojone, aby reagować na różne rodzaje bodźców w zależności od kontekstu, na przykład tego, jak głodna może być ośmiornica.

Źródła: Jonathan Lambert

L. van Giesen et al. Molecular basis of chemotactile sensation in octopusCell. Published online October 29, 2020, p. 594. doi: 10.1016/j.cell.2020.09.008.

E. Mollo et al. Sensing marine biomolecules: smell, taste, and the evolutionary transition from aquatic to terrestrial lifeFrontiers in Chemistry: Chemical Biology. Published online October 16, 2014. doi: 10.3389/fchem.2014.00092.

Zdjęcia: LENA VAN GIESEN

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x