Наука превратила кальмаров из сказочных монстров в чудеса
Хроматофоры на коже взрослого кальмара, окрашенные антителами.
Радиальные линии — это мышцы, остальные соединительные линии — скорее всего, нервы.
Все, что видно на фото, на самом деле размером в полтора мм.
Головоногие занимают почетное место в культурных мифах.
Их длинные щупальца, большие немигающие глаза и огромный размер гигантского кальмара пугали нас, по крайней мере, со времен Средневековья, когда истории пугали торговцев монстрами, поджидающими их в темных морях, готовыми поглотить целые корабли и команды.
Но наука многое сделала, чтобы развеять эти пугающие истории, и в то же время подогрела наше удивление тем, насколько поразительно отличаются от нас головоногие моллюски.
Мы уже знаем, что эти существа весьма разумны и что их мозг устроен совершенно иначе, чем наш.
Некоторые виды осьминогов могут временно перекодировать свои гены, чтобы адаптироваться.
Кальмары меняют цвет и рисунок своей кожи либо для того, чтобы спрятаться от хищников, либо для общения друг с другом.
«Иногда нам нравится менять свою внешность с помощью татуировок или косметики, но у нас нет ничего столь же сложного, как кальмары», — говорит Стив Сенфт, нейробиолог из Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул, Северная Каролина, Массачусетс.
Знаменитая иллюстрация Жюля Верна из издания 1870 года «Двадцать тысяч лье под водой» сформировала образ кальмара-убийцы для многих будущих поколений.
Сенфт изучает вид Доритеутис пеалеи (длинноплавниковый прибрежный кальмар), представители которого имеют длину около 30 см и обитают в западных районах Атлантики, от Ньюфаундленда до Венесуэлы.
Их кожа, объясняет Сенфт, покрыта крошечными уникальными клетками, которые хроматофоры и иридофоры.
«Эти органы удивительно детализированы и совершенно чужды с нашей точки зрения», — говорит он.
- Хроматофоры предназначены для поглощения света разной длины волны, а иридофоры его отражают. Хроматофоры контролируются непосредственно мозгом животного, и здесь важную роль играет нервная система.
Кальмар может создавать множество различных узоров.
Они могут окрашивать плавники, щупальца, головы и части тела, называемые мантией.
Они могут по-разному окрашивать разные части мантии, а некоторые животные могут посылать волны отражений по всему телу, что представляет собой захватывающее зрелище».
Сенфт говорит, что кальмары могут создавать десятки узоров.
Что они могут сообщить друг другу? «Лично я не знаю их языка», — говорит Сенфт. «Но ясно, что у них есть система связи».
Когда кальмар плавает в стае, он демонстрирует разные узоры для разных кальмаров.
Вы часто будете замечать, как кальмары отображают разные узоры на разных частях своего тела.
Один узор он показывает плывущей рядом самке, а другой — самцу на другой стороне.
Каждый может сделать здесь свои выводы, но я думаю, что это наиболее очевидный пример набора моделей поведения, которые четко организованы в стае или группе животных».
Работая с микроскопом, Сенфт сталкивается с картинками, которые прекрасны сами по себе.
«Иногда их красота затмевает их информационное содержание», — говорит он.
Сенфт предоставил нам несколько изображений кальмара, сделанных им.
Они демонстрируют превращение монстра в чудо.
«Я думаю, чем больше людей будут терпеливы и будут смотреть на окружающую их природу, тем больше они будут поражены», — говорит он.
Хроматофоры на коже взрослого кальмара, окрашенные антителами.
Радиальные линии — это мышцы, остальные соединительные линии — скорее всего, нервы.
Все, что видно на фотографии, на самом деле имеет размер в полтора миллиметра, но содержит столько информации, что нейробиолог Стив Сенфт может приблизить клубок нервных волокон и почти различить отдельные аксоны.
«Мы пока не можем отследить каждого из них, но это наша цель», — говорит Сенфт. «Из этого изображения это не очевидно, но когда вы посмотрите на сотни из них, вы начнете понимать, как работает эта система».
Напоминая работы французских импрессионистов, это изображение содержит маленькие синие, зеленые и фиолетовые листообразные структуры – это иридофоры, клетки, отвечающие за способность кальмара менять цвет и рисунок.
Иридофоры расположены в виде перекрывающихся пластинок и в зависимости от взаимного расположения отражают разные цвета.
Антенсоподобные ветви — это нервы, которые передают информацию от мозга к иридофорам о том, как им следует располагаться.
«Эти изображения — всего лишь взгляд в замочную скважину по сравнению с разнообразием, существующим в природе, — и это еще одна причина, почему исследования заманчивы.
После каждого вскрытия я вижу что-то новое», — говорит Сенфт. 
Эмбрион кальмара под микроскопом.
Некоторые цвета возникают в результате отражения лазерных лучей от материала или красителей, введенных в ткань компанией Senft. Красные и желтые точки — это хроматофоры, отвечающие за красные, желтые и коричневые оттенки кальмара.
На фотографии их не видно, но хроматофоры окружены мышцами, подобными спицам колеса, которые посредством сокращения и расслабления изменяют диаметр хроматофоров и их видимый размер.
Эти кабели представляют собой нервы, каждый из которых состоит из крошечных проводов-аксонов.
Аксоны разветвляются к различным мишеням, таким как хроматофоры и иридофоры.
Один нейрон при активации может изменить целый набор хроматофоров и придать кальмару красный цвет или сформировать пятнистый рисунок наподобие цвета перепелиных яиц.
«Я видел десятки этих аксонов под микроскопом, и геометрия некоторых ветвей поразительна», — говорит Сенфт. 
Только что вылупившийся кальмар с почти прозрачным телом.
Красно-розовая трубка в центре — это «ручка», твердая конструкция, придающая жесткость мягкому телу кальмара, а за ней частично видна темно-зеленая пищеварительная система.
Черные пятна – хроматофоры.
Желтые области, звездообразные ганглии , составляют нервную систему.
«Это пересечение множества входов и выходов, и это похоже на небольшой компьютер вне основного мозга», — говорит Сенфт. «Вы можете видеть, куда ведут нервы, это полупрозрачные зеленые линии».
Каждый черный кружок — это хроматофор, а выходящие из него светящиеся стебли — нервные волокна взрослого кальмара, которые Сенфт подкрасил специальным красителем.
«Эта коммуникационная сеть создает впечатление запутанной паутины», — говорит Сенфт. Подобные изображения помогают ему понять сложность сигнальной системы кальмара.
Теги: #Биология #Научно-популярные #кальмары #головоногие моллюски
-
Бесплатные Тетради Для Студентов.
19 Oct, 24 -
Биткомет 0.84
19 Oct, 24
