В щупальцах осьминогов обнаружили вкусовые рецепторы

Новости

Осьминоги веками захватывали человеческое воображение, вдохновляя саги о морских чудовищах в скандинавских легендах о кракенах.

С восемью покрытыми присосками щупальцами, сам их внешний вид уникален, а их способность использовать эти придатки для прикосновения и вкуса во время кормления еще больше отличает их.

Фактически, ученые десятилетиями задавались вопросом, как эти руки, или, точнее, присоски на них, делают свою работу, что побудило многих экспериментов в области биомеханики. Но очень немногие изучали происходящее на молекулярном уровне. В новом отчете исследователи из Гарварда получили представление о том, как нервная система в руках осьминога (которая действует в значительной степени независимо от его централизованного мозга) справляется с этой задачей.

Работа опубликована в четверг в Cell.

Ученые определили новое семейство датчиков в первом слое клеток внутри присосок, которые приспособились реагировать и обнаруживать молекулы, которые плохо растворяются в воде. Исследования показывают, что эти сенсоры, называемые хемотактильными рецепторами, используют эти молекулы, чтобы помочь животному понять, к чему оно прикасается и является ли этот объект добычей.

Кроме того, ученые обнаружили разнообразие в том, на что реагируют рецепторы, и в сигналах, которые они затем передают клеткам и нервной системе.

Ученые полагают, что это исследование может помочь выявить аналогичные рецепторные системы у других головоногих, семейства беспозвоночных, в которое также входят кальмары и каракатицы. Надежда состоит в том, чтобы определить, как эти системы работают на молекулярном уровне, и ответить на некоторые относительно неизученные вопросы о том, как способности этих существ эволюционировали в соответствии с их средой.

Команда намеревалась выяснить, как рецепторы способны воспринимать химические вещества и обнаруживать сигналы в том, к чему они прикасаются, например, как щупальце вокруг улитки, чтобы помочь им сделать выбор.

Руки осьминога различны и сложны. Около двух третей нейронов осьминога расположены в их руках. Поскольку руки работают частично независимо от мозга, если один из них отрублен, он все еще может дотянуться до предметов, идентифицировать их и хватать.

Команда начала с определения, какие клетки в присосках на самом деле выполняют обнаружение. После выделения и клонирования сенсорных и химических рецепторов они вставили их в яйца лягушек и в линии клеток человека, чтобы изолированно изучить их функцию. Ничего подобного этим рецепторам не существует в клетках лягушки или человека, поэтому клетки действуют, по сути, как закрытые сосуды для изучения этих рецепторов.

Затем исследователи подвергли эти клетки воздействию молекул, таких как экстракты добычи осьминога, и других предметов, на которые эти рецепторы, как известно, реагируют. Некоторые испытуемые были водорастворимыми, как соли, сахара, аминокислоты; другие плохо растворяются и обычно не представляют интереса для водных животных. Удивительно, но только плохо растворимые молекулы активировали рецепторы.

Затем исследователи вернулись к осьминогам в своей лаборатории, чтобы посмотреть, реагируют ли они на эти молекулы, помещая те же экстракты на дно своих резервуаров. Они обнаружили, что единственными пахучими веществами, на которые реагируют рецепторы осьминогов, были не растворяющиеся в природе химические вещества, известные как молекулы терпеноидов.

Хотя исследование дает молекулярное объяснение этому ощущению водного прикосновения у осьминогов через их хемотактильные рецепторы, исследователи предполагают, что необходимы дальнейшие исследования, учитывая, что большое количество неизвестных природных соединений также может стимулировать эти рецепторы, чтобы опосредовать сложное поведение.

Газета «DAILY» — Новости Ростова-на-Дону