Ośmiornice i inne kamuflujące głowonogi mogą być dosłownym ucieleśnieniem zasady „teraz mnie widzisz, teraz nie”. Używając zarówno szybkiego koloru I zmienia teksturę, ośmiornice mogą wtopić się w niemal każde otoczenie, naśladując takie rzeczy, jak ryby na dnie morskim lub rośliny kołyszące się na falach. Bezproblemowy kamuflaż głowonogów utrudnia naukowcom identyfikację, śledzenie i monitorowanie tych stworzeń na wolności, co ogranicza nasze możliwości ich badania.

W przypadku niektórych gatunków może się to zmienić dzięki nowym badaniom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, opublikowanym w PLOS ONE. Naukowcy z UC Berkeley badający ośmiornicę pasiastą Pacyfiku (zwaną także ośmiornicą zebrą, Ośmiornica chierchiae), odkryli, że wzory pasków zwierząt wydawały się być zindywidualizowane, podobnie jak nasze wzory odcisków palców. Ponieważ ten mały głowonóg był wcześniej zalecany jako nowy organizm modelowy do przyszłych badań, posiadanie tych „odcisków palców” ośmiornicy może pomóc w zestaleniu O. chierchiae miejsce jako dziecko z plakatu badań nad głowonogami.

Uprawa ośmiornic laboratoryjnych

Badanie ośmiornic w laboratorium nie jest dla osób o słabych nerwach. Większość gatunków żyje zwykle od jednego do trzech lat i w tym czasie produkuje tylko jedno jajo, co utrudnia śledzenie jakiejkolwiek linii genetycznej. Ich inteligencja i figlarne zachowanie utrudniają trzymanie ich w sztucznym środowisku. Ośmiornice są drapieżnikami, więc wymagają stymulacji umysłowej polowania, wraz ze specjalną dietą, aby zachować dobre samopoczucie. Wcześniejsze badania wykazały, że ośmiornice w klatkach kanibalizują się nawzajem bez odpowiedniego pożywienia.

O. chierchie okazał się wyjątkiem. Jego małe ciało ułatwia utrzymanie, aw przeciwieństwie do większości jego krewnych będzie produkować lęg jaj co 30 do 90 dni, co ułatwia śledzenie cech genetycznych. Te ośmiornice mogą żyć nawet do ośmiu lat. A teraz naukowcy mogą również być w stanie zidentyfikować konkretne osoby w ramach swoich badań.

Tylko jeden inny gatunek głowonogów został wcześniej zidentyfikowany na podstawie pasków: Wunderpus fotogeniczny, znany również jako wunderpus. Tak jak O. chierchiae, wunderpus to mała ośmiornica ze zindywidualizowanymi czarno-białymi paskami. Naukowcy z UC Berkeley byli ciekawi, czy ta indywidualizacja przekłada się na O. chierchie.

„Początkowo próbowaliśmy po prostu wymyślić, jak hodować je w niewoli, ale zauważyliśmy, że wszystkie osobniki wyglądały inaczej i mogliśmy je łatwo rozpoznać po wzorach pasków, nawet jeśli uciekły z oznaczonych słoików do większego zbiornik” — wyjaśniają badacze Benjamin Liu, Leo Song, Saumitra Kelkar i Anna Ramji. „Dr. Roy Caldwell, nasz mentor i PI [principal investigator] laboratorium, zalecił zbadanie, czy może to być przydatne do badania tego gatunku”.

Jak wyjaśnił zespół: „Dr. Christine Huffard, jedna z byłych absolwentek Caldwella, prowadziła badania nad unikalnymi wzorami ciała Wunderpus fotogeniczny, gatunek ośmiornicy z Indo-Pacyfiku. W tym artykule autorzy wykazali, że wzorce ciała dorosłych ośmiornic pozostają stałe w akwariach i wykonali zdjęcia, które wydają się przedstawiać tę samą ośmiornicę na wolności w odstępie wielu miesięcy”.

Podczas podnoszenia nowego sprzęgła O. chierchie, zespół znalazł podobieństwa do tego, co widział Huffard. „Zauważyliśmy, że młode ośmiornice, które hodowaliśmy, wydawały się zachowywać te same wzory pasków od wieku, w którym paski są po raz pierwszy widoczne – wzór pasków nigdy się nie zmieniał, po prostu rósł proporcjonalnie do zwierzęcia, u każdej ośmiornicy, którą wychowaliśmy i zaobserwowaliśmy, ” dodali. „Uważaliśmy, że jest to interesujące i warte zgłoszenia, i być może przydatne do potencjalnego badania historii życia i ekologii tego gatunku na wolności”.

Naukowcy z UC Berkeley przyjrzeli się 25 ze 156 ośmiornic, które mieli w laboratorium i byli w stanie sfotografować ich wzory w paski. Chociaż wzory pojawiły się dopiero w piątym dniu życia pisklęcia, te paski pozostały z nim przez całe życie. „Dominujące paski to punkty orientacyjne na skórze” – wyjaśnił dr Z Yan Wang, adiunkt biologii na University of Washington. „Są dynamiczne w tym sensie, że mogą stać się ciemniejsze lub jaśniejsze. Ale z tego, co wiemy, same poszczególne paski są trwałe.

Aby zweryfikować swoją hipotezę, naukowcy z UC Berkeley hodujący pisklęta poprosili 38 ochotników o obejrzenie zdjęć dwóch O. chierchie ośmiornice i spróbuj ustalić, czy zwierzęta były inne. To, co odkryli, potwierdziło, że ośmiornice miały swój własny typ „odcisków palców”, ponieważ ochotnicy znajdowali wyraźne różnice w 84 procentach przypadków, przy czym ponad połowa ochotników widziała różnice w 90 procentach przypadków lub więcej.

Tworzenie kolorów

Aby zmienić kolory, ośmiornice wykorzystują skomplikowaną sieć komórek barwnikowych i białek. Ta sieć obejmuje chromatofory, komórki zawierające pigment; rodzaj komórki odbijającej kolory zwany irydoforem; i bardziej pasywne leukofory, które odbijają białe światło. Łącząc te trzy typy komórek, ośmiornice mogą szybko przechodzić od jaśniejszych do ciemniejszych kolorów, w zależności od bodźców środowiskowych, takich jak drapieżnictwo lub krycie. „Oczywisty przykład: wściekłe ośmiornice ciemnieją, wyglądając jak hełm Dartha Vadera” — wyjaśnił Sy Montgomery, autor bestsellera Dusza ośmiornicy. „Ci, którzy się wycofują, stają się tak biali jak flaga kapitulacji”.

Ta szybka zmiana koloru sprawia, że ​​ośmiornice są niezwykle trudne do wyśledzenia na wolności. Poprzedni badacze próbowali oznaczać i odławiać dzikie ośmiornice, ale wiąże się to z pewnymi oczywistymi trudnościami. „Etykiety” mogą uszkodzić tkankę miękką głowonogów lub głowonogi mogą próbować zerwać etykietę. Inni badacze próbowali nawet tatuować lub znakować dzikie ośmiornice, ale to również stanowi wyzwanie. Proces tatuowania może być niezwykle stresujący i uszkadzać skórę głowonoga. Dzięki nowym odkryciom z UC Berkeley naukowcy mogli odkryć mniej szkodliwy sposób śledzenia dzikich zwierząt O. chierchie ośmiornice, które mogą dostarczyć ogromnego wglądu w inteligencję i zachowania głowonogów.

Modelowy organizm

Wang i jej zespół z UW studiowali O. chierchie przez kilka lat i byli częścią pierwszej grupy badawczej, która z powodzeniem hodowała te ośmiornice w laboratorium w 2021 r. „Głowonogi były naprawdę, bardzo ważne w badaniach fizjologii oraz badaniach neurobiologii i zachowania przez naprawdę długi czas”, wyjaśnił Wang. “[A historical example is] patrząc na mechanizmy potencjału czynnościowego w tkankach mięśniowych, które pochodzą z badań aksonu olbrzymiego kałamarnicy.

Dzięki jej pracy Wang i jej współpracownicy zaczęli się kłócić O. chierchie do wykorzystania jako organizm modelowy, jak muszka owocowa Drosophila, do badania inteligencji i zachowania zwierząt. W artykule opublikowanym w Frontiers of Marine Biology Wang podkreślił wiele powodów O. chierchie stworzyć doskonały organizm modelowy. Jak wyjaśniła: „Nie potrzebujesz, na przykład, Seattle Aquarium czy czegoś takiego [that big] aby je pomieścić. Są więc całkiem odpowiednie dla typowego rozmiaru laboratorium. ” Zdolność O. chierchie wielokrotne rozmnażanie i dłuższe życie niż inne głowonogi zapewni Wang i jej zespołowi naukowców z UW lepszy wgląd w proces kojarzenia. „Te rzeczy pomagają nam wydostać się z wąskiego gardła polegającego na tym, że w ogóle możemy spotkać zwierzęta w celu badania” – dodała.

Biorąc pod uwagę możliwość identyfikacji poszczególnych ośmiornic w obrębie gatunku lub grupy, potwierdza to argument Wanga za O. chierchie stać się kolejnym organizmem modelowym. „Zdecydowanie bardzo przydatne z punktu widzenia badacza” — stwierdził Wang.

Pomoc w ochronie ośmiornic

Identyfikacja poszczególnych ośmiornic może nie tylko pomóc w laboratorium, ale także mieć duże implikacje dla śledzenia ośmiornic na wolności. „Jedną z implikacji jest możliwość zastosowania metod fotoidentyfikacji do badań dzikich zwierząt ośmiornica chierchiae,” wyjaśnił zespół UC Berkeley. „Mamy nadzieję, że nasza praca otworzy drzwi do przyszłych nieinwazyjnych, nieszkodliwych i nieekstrakcyjnych badań, aby dowiedzieć się więcej o tych fascynujących zwierzętach”.

Poznanie interakcji tych stworzeń z otoczeniem może pomóc innym ekspertom w podejmowaniu bardziej świadomych decyzji dotyczących ochrony populacji ośmiornic i unikania kłusownictwa lub nielegalnej hodowli. „Wiedza uzyskana z przyszłych badań identyfikacji fotograficznej dzikich populacji może pomóc w ustaleniu, kiedy i gdzie zbierać nowe osobniki, aby pomóc w utrzymaniu różnorodności genetycznej populacji wyhodowanych w niewoli, jednocześnie minimalizując wpływ na dzikie populacje” – dodali naukowcy z UC Berkeley.

Znajomość poszczególnych ośmiornic może również pomóc ogółowi społeczeństwa lepiej zaangażować się w ochronę ośmiornic. Historie zwierząt, takich jak Digit, goryl srebrnogrzbiety, którego badaczka Dian Fossey badała pod koniec lat 60., czy Lonesome George, ostatni z olbrzymich żółwi z wyspy Pinta, pokazują, jak bliskie i inspirujące mogą być poszczególne zwierzęta. Przy większej liczbie badań biolodzy morscy mogą być w stanie opowiedzieć historie poszczególnych osobników O. chierchie ośmiornice, przybliżając nas do tych głowonogów, po jednym zwierzęciu na raz.

PLOS One, 2023. DOI: 10.1371/journal.pone.0265292

Kenny Hughes-Castleberry jest popularyzatorem nauki w JILA (wspólny instytut badań fizyki między National Institute of Standards and Technology i University of Colorado Boulder) oraz niezależnym dziennikarzem naukowym. Jej główne zainteresowania pisarskie to fizyka kwantowa, technologia kwantowa, technologia głęboka, media społecznościowe oraz różnorodność ludzi w tych dziedzinach, zwłaszcza kobiet i osób z mniejszościowych grup etnicznych i rasowych. Śledź ją na LinkedIn lub odwiedź jej stronę internetową.