Neįtikėtinas aštuonkojo pojūčių pasaulis: kaip mikrobai formuoja elgseną

Aštuonkojų ypatingas pojūčių pasaulis

Aštuonkojai, vieni iš protingiausių jūros bestuburių, pasižymi išskirtiniu gebėjimu bendrauti su savo aplinka. Skirtingai nei dauguma kitų gyvūnų, aštuonkojai geba „ragauti prisilietę“ – šį pojūtį suteikia specialūs jutimo receptoriai ant jų rankų. Pastarųjų metų moksliniai tyrimai atskleidžia, kad ši savybė yra itin svarbi tiek išgyvenimui, tiek rūpinimuisi palikuonimis. Harvardo universiteto mokslininkų komanda įrodė, kad aštuonkojai aptinka chemijos signalus, kuriuos skleidžia mikrobai ant tokių paviršių kaip negyvi krabai ar aštuonkojo kiaušinių apvalkalai. Tokie signalai – tarsi unikalūs „skoniai“ – padeda aštuonkojui atskirti tinkamus maistui grobius ir sveikus kiaušinius nuo nesaugių ar užkrėstų.

Kaip aštuonkojo rankos atpažįsta cheminius signalus

Aštuonkojo rankose gausu neuronų ir chemoreceptorių, todėl jos ypatingai jautrios aplinkos cheminėms medžiagoms. Tokia neuronių gausa suteikia gyvūnui galimybę greitai, o kartais ir savarankiškai, priimti sprendimus medžiojant ar saugant palikuonis. Kaliforninis dvitaškis aštuonkojis (Octopus bimaculoides) buvo pasirinktas kaip modelinis organizmas giluminiam tyrimui, siekiant suprasti, kaip aštuonkojai renkasi auką ar kiaušinius, kuriuos gins.

Vyriausioji biochemininkė Rebecka Sepela paaiškina: „Jeigu tam tikra mikrobinė rūšis suaktyvina aštuonkojo jutimo receptorių, nervais perduodama žinutė, jog tai svarbus signalas.“ Kitaip tariant, aštuonkojo rankos receptoriai veikia kaip biocheminiai jutikliai, interpretuojantys aplinką remiantis mikrobinėmis molekulėmis.

Tyrimo metodika: cheminių „pokalbių“ atskleidimas

Norėdami iššifruoti šią pojūčių sistemą, mokslininkai surinko net 295 unikalius bakterijų štamus iš natūralių aštuonkojų buveinių. Mėginiai rinkti nuo paviršių, itin susijusių su aštuonkojo ekologija – pavyzdžiui, iš jauslinių krabų (Leptuca pugilator), dažnos aštuonkojų aukos, kriauklių ar pačių aštuonkojų kiaušinių apvalkalų. Laboratorijoje aštuonkojo jutimo receptoriai buvo veikiami kiekviena bakterijų rūšimi, stebint neuralinius atsakus.

Pasirodė, kad mikrobinės bendrijos labai skiriasi: gyvi krabai beveik neturi bakterijų, o pūvančių krabų kiautai pilni įvairios mikrobų įvairovės. Tuo tarpu aštuonkojo kiaušinių apvalkalai, prižiūrimi rūpestingų motinų, turi stabilią, kruopščiai formuojamą mikrobiomą. Tačiau palikti kiaušiniai pritraukia spiralinės formos bakterijas, išbalansuojančias mikrobinę terpę.

Sepela pažymi: „Mikrobai veikia kaip cheminės gamyklos, nuolat sugeriančios aplinkos signalus ir gaminančios molekules, atspindinčias tuos pokyčius. Šiuos junginius aštuonkojai ir aptinka.“

Pagrindinės išvados: cheminė kalba nulemia aštuonkojų elgseną

Eksperimentai parodė, kad tik tam tikros bakterijos – ypač susijusios su pūvančiu grobiu ar nesveikais kiaušiniais – sukelia stiprų aštuonkojo jutimo sistemų atsaką. Siekdami patvirtinti šį poveikį, tyrėjai atliko elgsenos testus: patelės, prižiūrinčios kiaušinėlius, gavo dirbtinių kiaušinių rinkinius, dalis jų buvo padengti būdingomis spiralės formos bakterijomis. Daugumą imitacinių kiaušinių aštuonkojai toliau prižiūrėjo, tačiau „užkrėstus“ rūpestingai atmetė ir pašalino iš lizdo.

Svarbiausia, jog mokslininkai identifikavo tikslias molekules, kurios aktyvina aštuonkojo pojūčių sistemą. Šie cheminiai junginiai išlieka ant paviršių net vandenyje, todėl suteikia patikimą signalizaciją po vandeniu.

Plačios biologinės reikšmės ir ateities tyrimų kryptys

Nors atradimas daugiausia apie aštuonkojus, tyrėjų komanda mano, kad panašios mikrobinės signalizacijos sistemos veikia daugelyje gyvūnų ir jų mikrobiomų santykių – galbūt net žmoguje. Harvardo ląstelių fiziologas Nicholas Bellono pažymi: „Nors tai atrodo specifinis atvejis, stebime universalią biologinę taisyklę, kaip gyvi organizmai atpažįsta ir interpretuoja savo mikrobiomas.“

Šis tyrimas pabrėžia mikrobiomų svarbą formuojant gyvūnų fiziologiją ir elgesį skirtingose rūšyse. Gilinantis į mikrobinės komunikacijos mechanizmus, atsiveria naujos galimybės jūrų biologijoje, pojūčių neurobiologijoje ir biomedicinoje.

Išvada

Išskirtiniai pojūčiai ir sudėtingi santykiai su mikroorganizmais leidžia aštuonkojams kruopščiai įvertinti aplinką bei palikuonis. Atradimas, jog mikrobų cheminiai signalai – tarsi nematomi skoniai – lemia motinystės strategiją, grobio paiešką ir sprendimus, suteikia naują požiūrį į gyvūnų elgseną. Šie tyrimai ne tik atskleidžia galvakojų sensorinių sistemų sudėtingumą, bet ir išryškina mikrobiomų įtaką visame gyvūnų pasaulyje.