Гавайский кальмар Euprymna scolopes (или, если угодно, каракатица; Euprymna scolopes занимают место между этими двумя отрядами головоногих) умеет светиться в темноте благодаря симбиотическим бактериям. Считается, что бактериальное освещение помогает моллюску маскироваться от хищников. Из-за подсветки животное сливается с фоном, если смотреть из тёмной глубины вверх, в более светлые воды, в которых кальмар и охотится. Однако роль светящихся симбионтов этим не ограничивается: как выяснили учёные из Университета штата Висконсин в Мэдисоне (США), светящиеся бактерии не только помогают кальмарам спрятаться от хищника: они в буквальном смысле настраивают моллюску его биологические часы.

Кальмары (или каракатицы) E. scolopes сверяют свои биологические часы с бактериальными. (Фото Jeff Milisen.)У всех животных есть специальные гены для сверки внутреннего суточного ритма с внешними условиями. Эти гены кодируют специальные белки, которые «понимают» визуальные данные о том, день или ночь сейчас снаружи, и в соответствии с этим настраивают молекулярные пружины внутренних часов. У Euprymna scolopes таких генов два, они кодируют белки криптохромы (CRY). Один из криптохромов работает в голове, поближе к мозгу и органам чувств (что не удивительно: обычно у животных регуляторные белки циркадного ритма синтезируются поближе к центральной нервной системе). Однако другой белок, как выяснили Маргарет Макфолл-Нгай и её коллеги, активнее всего синтезируется в светящихся органах кальмара, где живут биолюминесцентные бактерии. Причём активность второго гена, названного escry1, соответствовала не переменам в дневном освещении, а циклу биолюминесценции (светиться кальмар начинает с наступлением ночи, когда выходит на охоту).

Эксперименты показали, что бактерии важны для циклических изменений активности гена escry1: без них активность гена не менялась. Причём дело было именно в бактериях, а не в свете, потому что безбактериальная имитация свечения никак на ген не влияла. Однако, если в кальмаре поселялись дефектные бактерии, неспособные к свечению, то и суточный ритм у гена отказывал. Если же к этим «неправильным» бактериям добавляли искусственную люминесценцию, то ритмическая активность возвращалась к гену.

Исследователи предположили, что всё дело в каких-то поверхностных молекулах. И гипотеза отчасти подтвердилась: если в воду к моллюскам добавляли поверхностные бактериальные маркеры и снабжали кальмаров искусственной люминесценцией, то ритмическая активность у гена escry1 до какой-то степени восстанавливалась. Возможно, как полагают зоологи, если бактерии находятся прямо внутри светящихся органов, это даёт им более непосредственный контакт с кальмаром и позволяет чётче настраивать биологические часы хозяина.

Результаты экспериментов будут опубликованы в журнале mBio.

Учёные уже обращали внимание на то, что суточные ритмы Euprymna scolopes и их бактерий синхронизированы. Но никто не думал, что у бактерий тут может быть такая большая роль, что они способны указывать таким важным хозяйским генам, когда им активничать, а когда — отдыхать. По словам авторов работы, возможно, это не уникальный случай, а общая в живой природе практика. Скажем, наша кишечная микрофлора и так влияет на всё что можно, от иммунитета до беременности, так почему бы ей не воздействовать ещё и на наши биологические часы?

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Если каракатица видит незавершённый рисунок, то она представляет, как рисунок должен выглядеть, и дорисовывает его в своей маскировке.

Каракатица, имитирующая крупногалечный рисунок (фото авторов исследования)Глядя на неумелый детский рисунок, мы всё равно можем сказать, что хотел нарисовать ребёнок: человечка, кошку или дом. Мы можем достроить в уме недостающие линии; опираясь на контекст, восстановить целое по фрагменту. На этом свойстве наших глаз основана оптическая иллюзия треугольника Канижа, когда благодаря воображению мы видим несуществующий треугольник. Казалось бы, процедура довольно хитроумная, требующая высокого уровня развития зрения и нервной системы; если бы нам сказали, что такая операция доступна только человеку, мы бы не удивились.

    Но, как выяснилось, такой же способностью определять недорисованное изображение по контексту обладают головоногие моллюски.

    Зоологи из Университета Дьюка (США) долгие годы исследуют биологию каракатиц. Эти головоногие обладают выдающимися способностями к маскировке: благодаря особым клеткам-хроматофорам они способны полностью сливаться с фоном. Животное видит, как выглядит морское дно, и нервная система посылает соответствующие импульсы хроматофорам; в результате моллюск имитирует фактуру дна и становится незаметен. С подопытными каракатицами учёные ставили следующий эксперимент. Сначала головоногим предлагали сымитировать фон, напоминающий обычную морскую гальку: серые круги по 6 мм в диаметре, разделённые белыми незакрашенными границами. Каракатицы воспринимали изображение как большие неоднородности и имитировали на своей коже крупный галечный рисунок.

    После этого зоологи изменили фоновый рисунок: частично закрасили белые границы между «галькой», сделав это так, чтобы окружность всё равно прочитывалась. В этом случае каракатицы по-прежнему рисовали на себе гальку. Они достраивали «в уме» недостающие части рисунка и воспроизводили крупные неоднородности, которые должны были быть под ними. В третий раз учёные так развернули недорисованные границы между «камнями», что окружности уже не просматривались. И на этот раз каракатицы резко сменили фактуру изображения: вместо крупной гальки они сымитировали мелкодисперсный песчаный рисунок.

    Результаты экспериментов исследователи собираются опубликовать в журнале Proceedings of the Royal Society B. Головоногие обладают самыми развитыми и сложноустроенными глазами среди беспозвоночных, их даже сравнивают с человеческими. И правомерность этого становится всё более очевидной — раз уж они даже оптические иллюзии могут воспринимать не хуже человека.

Источник:  КОМПЬЛЕНТА

За 160 миллионов лет состав чернил у головоногих моллюсков не изменился.

Группа американских палеонтологов из Университета Дьюка обнаружила в отложениях нижней (195 млн лет назад) и средней (162 млн лет) юры Англии колеоидных головоногих моллюсков с чернильными мешочками. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

К колеоидам принадлежит большинство современных головоногих, таких, как каракатицы, кальмары, осьминоги. Спасаясь бегством, они выпускают в воду чернильное облако, которое имеет темную окраску за счет присутствия эумеланина,одной из двух основных разновидностей меланина.

Ученые проанализировали химический состав чернильных мешочков древних колеоидов и обнаружили там эумеланин, ничем не отличающийся от эумеланина в чернилах современной каракатицы Sepia officinalis. «За 160 миллионов лет пигментация этого класса животных никак не изменилась, -- рассказал Джон Саймон, руководитель исследования. – Чернильный мешочек – это совершенный механизм, который, не изменяясь, безотказно работал у головоногих в течение многих эпох».

Палеонтологи подчеркивают, что выявить меланин им удалось благодаря новой методике. До этого следы органических молекул у ископаемых организмов выявляли лишь косвенным путем. В своей работе ученые подвергли вещество ископаемых чернил воздействию пероксида водорода (H₂O₂).

Оказалось, что продукты химической реакции, которые при этом выделились, не отличались от продуктов взаимодействия пероксида с меланином современной каракатицы, за исключением присутствия серы, которая объясняется воздействием бактерий при захоронении. Сходство молекул меланина подтвердили и данные резонансной спектроскопии.

Новый метод позволит выявлять в ископаемых организмах не только меланин, но и другие органические молекулы.

Источник: infox.ru