Осьминоги видят кожей

Journal of Experimental Biology опубликовал два исследования, авторы которых обнаружили в коже головоногих моллюсков светочувствительные пигменты опсины, который обычно содержится в сетчатке глаза. Это означает, что головоногие способны видеть (по крайней мере, реагировать на свет) кожей. Томас Кронин (Thomas W. Cronin) из Университета Мэриленда и его коллеги изучали кальмара вида (Doryteuthis pealeii) и каракатиц (Sepia officinalis и Sepia latimanus). Десмонд Рамирес и Тодд Окли из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре работали с осьминогом (Octopus bimaculoides).

Уже давно ученые отметили, что хроматофоры - пигментные клетки в коже головоногих моллюсков - способны расширяться в ответ на освещение. Причем это происходит и тогда, когда свет падает только на кожу, не попадая в глаза животного. Каждый хроматофор содержит эластичное вместилище с гранулами пигмента, окруженное кольцевой мышцей, способной сжиматься или расслабляться, изменяя объем хроматофора. Еще в 1960-е годы возникла гипотеза, что такое поведение хроматофоров возможно как по команде головного мозга, так и автономно. Рамирес и Окли подробно изучили это явление на образцах кожи осьминогов, закрепленных в чашках Петри под светоизлучающими диодами с разной длиной волны. Ученые обнаружили, что хроматофоры быстро расширялись и остался увеличенными, ритмично пульсируя, при воздействии непрерывного яркого белого света. Напротив, красный свет вызвал медленные, ритмические сокращения мышц, но не расширение хроматофоров.

Наиболее чувствительными хроматофоры оказались к световым волнам длиной 480 нанометров, что соответствует синему свету. На такие же волны реагируют некоторые из светочувствительных пигментов опсинов, находящихся в колбочках - клетках сетчатки глаза. Поэтому Рамирес и Окли предположили, что эти опсины присутствуют в коже осьминога. Они подтвердили этот факт, используя антитела, в которые встроен ген флуоресцентного белка. Эти антитела распознают опсины и связываются с ними. В исследовании Кронина при помощи полимеразно-цепной реакции была обнаружена активность в коже головоногих генов, кодирующих светочувствительный белок родопсин, а также еще один белок - ретинохром, обычно работающий в сетчатке.

В глазах светочувствительные белки расположены в организованном порядке внутри фоторецепторов, поэтому они создают точный образ увиденного. В хроматофорах кожи они расположены свободно, и поэтому светочувствительная кожа способна обнаружить изменения яркости света, но не различить детальное изображение.

Ранее подобные свойства кожи ученые находили у многощетинковых морских червей из семейства нереид (Nereididae). Эти существа оказались способны прятаться от света в тень, даже будучи обезглавлены.