Наука превратила кальмаров из чудовищ, о которых рассказывают сказки, в чудо
Хроматофоры на коже взрослого кальмара, подкрашенные антителами. Радиальные линии — мускулы, остальные соединительные линии, скорее всего, являются нервами. Всё, что видно на фото, в реальности имеет размер в полтора мм
Головоногие занимают почётное место в культурных мифах. Их длинные щупальца, крупные, немигающие глаза, и просто огромный размер гигантского кальмара пугали нас по меньшей мере со Средних веков, когда рассказы пугали торговцев чудовищами, ждавшими их в тёмных морях, готовыми сожрать целые суда с командами.
Но наука многое сделала для того, чтобы рассеять эти страшные истории, и в то же время подпитать наше удивление тем, как потрясающе сильно головоногие отличаются от нас. Нам уже известно, что это существа довольно умные, и что их организован совсем не так, как наш. Некоторые виды осьминогов могут временно перекодировать свои гены с целью адаптации. Кальмары меняют цвет и рисунок своей кожи либо чтобы спрятаться от хищников, либо чтобы общаться друг с другом. «Нам иногда нравится менять свой внешний вид при помощи татуировок или косметики, но у нас и близко нет ничего такого сложного, что есть у кальмаров», — говорит Стив Сенфт, нейробиолог из Морской биологической лаборатории г. Вудс-хол, шт. Массачусетс.
Культовая иллюстрация из издания 1870 года «Двадцать тысяч лье под водой» Жюля Верна сформировала образ кальмара-убийцы на многие поколения вперёд
Сенфт изучает вид Doryteuthis pealeii (долгопёрых прибрежных кальмаров), представители которого имеют порядка 30 см в длину и обитают в западных регионах Атлантики, от Ньюфаундленда до Венесуэлы. В их кожу, как поясняет Сенфт, встроены крохотные уникальные клетки, хроматофоры и иридофоры. «Эти органы удивительно детализированные и с нашей точки зрения совершенно чужие, — говорит он. — Хроматофоры созданы так, чтобы поглощать свет различных длин волн, а иридофоры его отражают. Хроматофоры управляются животного напрямую, и тут играет свою роль нервная система. Кальмар может выдавать множество различных узоров. Они могут окрашивать плавники, щупальца, головы, части тела под названием мантия. Они могут по-разному окрашивать разные части мантии, а некоторые животные могут отправлять волны отражений по всему телу, и это завораживающее зрелище».
Сенфт говорит, что кальмары способны выдавать десятки рисунков. А что они могут сообщать друг другу? «Лично я их языка не знаю, — говорит Сенфт. — Но ясно, что у них есть система связи. Когда кальмар плывёт в косяке, он показывает разные рисунки разным кальмарам. Часто можно заметить, как кальмар показывает разные узоры на разных частях тела. Один узор он демонстрирует плывущей рядом самке, другой — самцу с другой стороны. Тут каждый может делать свои выводы, но я думаю, что это самый очевидный пример набора поведений, тонко организованных в косяке или в группе животных».
Работая с микроскопом, Сенфт встречает картинки, красивые сами по себе. «Иногда их красота затмевает информативность», — говорит он. Сенфт предоставил нам несколько полученных им с кальмаров изображений. Они демонстрируют превращение чудовища в чудо. «Мне кажется, что чем больше люди будут проявлять терпения и смотреть на окружающую их природу, тем больше они будут удивляться», — говорит он.
Хроматофоры на коже взрослого кальмара, подкрашенные антителами. Радиальные линии — мускулы, остальные соединительные линии, скорее всего, являются нервами. Всё, что видно на фото, в реальности имеет размер в полтора мм, но содержит столько информации, что нейробиолог Стив Сенфт может увеличить изображение клубка нервных волокон и почти различить отдельные аксоны. «Мы не можем пока проследить каждый из них, но это наша цель, — говорит Сенфт. — Из этого изображения это не очевидно, но когда вы просмотрите сотни таких, вы начнёте понимает, как эта система устроена».
Это изображение, напоминающее работы французских импрессионистов, содержит небольшие голубые, зелёные и пурпурные листовидные структуры — это иридофоры, клетки, отвечающие за способность кальмара менять цвет и рисунок. Иридофоры расположены в виде перекрывающих друг друга пластинок, и в зависимости от их взаимного расположения, отражают различные цвета. Похожие на усики разветвления — это нервы, передающие от иридофорам информацию о том, как им нужно располагаться. «Эти изображения — лишь взгляд в замочную скважину по сравнению с тем многообразием, что существует в природе — и это ещё одна причина заманчивости исследований. После каждого препарирования я вижу что-то новое», — говорит Сенфт.
Эмбрион кальмара под микроскопом. Некоторые цвета получаются из-за отражения лучей лазера от материала или от красителей, введённых Сенфтом в ткань. Красные и жёлтые точки — хроматофоры, отвечающие за красный, жёлтый и коричневый оттенки кальмара. На фото их не видно, но хроматофоры окружены мускулами на манер спиц в колесе, которые через сокращение и расслабление изменяют диаметр хроматофор и их видимый размер.
Эти кабели — это нервы, каждый из которых состоит из крохотных проводков, аксонов. Аксоны ветвятся к различным целям, таким, как хроматофоры и иридофоры. Один нейрон при активации может менять целый набор хроматофоров и придавать кальмару красный цвет или образовывать пятнистый узор наподобие окраса перепелиных яиц. «Под микроскопом я видел десятки таких аксонов, и геометрия некоторых ветвлений удивительна», — говорит Сенфт.
Недавно вылупившийся кальмар с практически прозрачным телом. Красно-розовая трубка в центре — это «ручка», твёрдая структура, придающая жёсткость мягкому телу кальмара, а за ней частично видна тёмно-зелёная пищеварительная система. Чёрные пятна — хроматофоры. Жёлтые области, звездообразные ганглии, составляют нервную систему. «Это места пересечений множества входов и выходов, и это что-то вроде небольшого компьютера вне основного , — говорит Сенфт. — Можно видеть, куда ведут нервы, это полупрозрачные зелёные линии».
Каждый чёрный кружок — хроматофора, а подсвеченные стебельки, выходящие из них — нервные волокна взрослого кальмара, которого Сенфт подкрасил особым красителем. «Эта коммуникационная сеть производит впечатление беспорядочной паутины», — говорит Сенфт. Подобные изображения помогают ему разбираться в сложности сигнальной системы кальмара.
Автор: Вячеслав Голованов
