Гигантские студенистые сферы из Атлантики оказались скоплениями яиц кальмаров
Морские биологи подтвердили, что гигантские студенистые сферы, которые дайверы время от времени встречают у берегов Северной Атлантики, представляют собой скопления яиц кальмаров Illex coindetii в слое слизи. Каждая такая сфера содержит до нескольких сотен тысяч яиц. Студенистая оболочка помогает потомству кальмаров оставаться на определенной глубине в оптимальном диапазоне температур, а также защищает его от хищников и паразитов и помогает расселяться. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.
В море и на морском побережье порой можно найти очень странные предметы — и понять, что они собой представляют, удается далеко не всегда. Например, в последние десятилетия дайверы, погружающиеся у берегов Северо-Восточной Атлантики, иногда наталкиваются на огромные студенистые сферы, которые медленно дрейфуют в воде. Согласно наиболее популярной гипотезе, это скопления яиц кальмаров в защитной оболочке. Однако подтвердить данную идею до сих пор не удавалось, поскольку у ученых не было доступа к материалу, из которого состоят загадочные сферы.
Разобраться в этом вопросе решила команда морских биологов во главе с Халлдис Рингвольд (Halldis Ringvold) из исследовательской организации Sea Snack Norway. Ученые попросили дайверов со всей Европы сообщать о любых встречах со студенистыми сферами и по возможности собирать образцы их материала. В результате Рингвольд и ее коллеги получили данные о 90 находках, сделанных с 1985 по 2019 годы у берегов Норвегии и в Средиземном море (несколько сфер также были обнаружены в водах Швеции, у северного побережья Испании и восточного побережья Великобритании).
Все встречи со сферами происходили с марта по октябрь, причем в Норвегии пик наблюдений приходился на июль-август, а в Средиземном море — на август-сентябрь. На севере загадочные объекты в основном дрейфовали на глубинах до двадцати метров, а на юге встречались до 30-50 метров ниже уровня моря. Размер сфер довольно сильно варьировался. Рингвольд с соавторами разделили их на три класса: диаметром менее полуметра, от полуметра до метра и более метра. Ко второй группе относилось более половины сфер (58 процентов). При этом у 55 процентов объектов через центр проходила некая структура, напоминающая темную полосу.
Благодаря помощи дайверов Рингвольд и ее соавторам удалось получить образцы четырех сфер диаметром от полутора метров до метра, обнаруженных у берегов Норвегии летом 2019 года. Изучив их, специалисты пришли к выводу, что это действительно яйца кальмаров длиной один-два миллиметра в студенистой оболочке.
Анализ ДНК позволил точно определить вид, которому они принадлежат. Им оказался кальмар Illex coindetii из семейства Ommastrephidae, широко распространенный в Северной Атлантике, в том числе в Средиземном море. Несмотря на то, что этих головоногих впервые описали еще в середине XIX века, до сих пор оставалось неизвестным, как именно выглядят их яйца. Впрочем, авторы допускают, что сферы диаметром более метра принадлежат более крупному виду кальмаров из того же семейства, например, Todarodes sagittatus или Todaropsis eblanae. К сожалению, образцов самых больших сфер они получить не смогли.
Благодаря наблюдениям в неволе за другими представителями рода Illex биологи знают, что студенистая оболочка, внутри которой могут содержаться до нескольких сотен тысяч яиц, производится специальными железами в мантийной полости самок. Сферы не дают яйцам опуститься на дно, так что те остаются в слое воды, где температура оптимальна для их развития. Кроме того, оболочка защищает потомство кальмаров от хищников, паразитов и инфекций и помогает ему расселяться с помощью морских течений. Впрочем, функция темной полосы на сферах пока остается неизвестной — вероятно, она состоит из меланина и имитирует крупную рыбу, заставляя врагов держаться подальше. Срок существования защитных сфер недолог. Через пять-семь дней вышедшие из яиц юные кальмары начинают выделять специальный фермент, который растворяет защитную оболочку и открывает им путь наружу.
Яйца кальмаров — далеко не самый странный из даров моря. Часто на морских пляжах находят столь необычные предметы, что над загадкой их происхождения приходится поломать голову. Мы собрали несколько таких примеров в нашем тесте «Пляжный детектив».
Сергей Коленов
И отползли от источника звука
Группа исследователей из Китая, США и Южной Кореи выяснила, что нематоды Caenorhabditis Elegans, которые чувствуют звук всем телом, реагируют не на абсолютное звуковое давление, а на его градиент. Из-за этого они способны различать и избегать звуки, которые издают небольшие беспозвоночные хищники, но не реагируют на более громкий шум. Кроме того, такой механизм восприятия градиента звукового давления, по-видимому, общий для многих животных, включая других беспозвоночных и млекопитающих. Работа опубликована в Current Biology. У нематод Caenorhabditis Elegans, как и у многих беспозвоночных, нет органов слуха, но они могут чувствовать звук и уползать от него, то есть проявлять отрицательной фонотаксис. В 2019 году Адам Илифф (Adam Illiff) из Мичиганского университета с коллегами показали, что звуковые вибрации черви ощущают всем телом, а их наружные покровы — кутикула — работают примерно как барабанная перепонка позвоночных. Тогда ученые определили механосенсорные нейроны червей, которые, вероятно, преобразуют звуковые волны в нервный импульс. И выяснили, что воспринимают черви именно колебания воздуха: мутанты, которые не чувствовали вибрацию субстрата, все равно проявляли фонотаксис. Теперь Цань Ван (Can Wang) из Хуачжунского университета науки и технологий (он принимал участие и в прошлом исследовании) и его коллеги из Китая, США и Южной Кореи выяснили, как именно нематоды чувствуют звук. Они размещали рядом с головой нематод динамики разных размеров и включали звуки разной громкости и частоты. Когда ученые помещали маленький динамик диаметром 0,5 миллиметра на расстоянии одного миллиметра от головы нематоды (что примерно равняется длине тела червя), и включали на нем звук частотой 1 килогерц и громкостью 80 децибел, черви разворачивались и ползли в противоположную от звука сторону. Но когда этот динамик заменили на больший, диаметром 3 миллиметра, нематоды не реагировали, хотя звук был таким же. Даже когда громкость увеличивали до 110 децибел или меняли частоту на большую или меньшую, нематоды не меняли траекторию своего движения. Исследователи обнаружили, что кутикула червей вибрирует сильнее всего от звука из маленького динамика. С помощью кальциевой визуализации авторы оценили активность механосенсорных нейронов, которые и реагируют на звуковые колебания. Их активность уменьшалась с увеличением размера динамика, даже если громкость звука была одинаковой. На звук из трехмиллиметрового динамика нейроны червей не реагировали. Также ученые выяснили, что звук из маленького динамика создает наибольший градиент звукового давления в теле нематод — это измерили с помощью миниатюрного микрофона. Давление звука, проходящего через среду, снижается с течением времени, — и в голове червя, которая ближе всего к динамику, оно выше, чем на конце его тела. Если источник звука небольшой, звуковое давление уменьшается быстрее, и таким образом градиент звукового давления по телу червя получается больше. Чтобы изменить звуковой градиент, авторы размещали динамики на разном расстоянии от головы червя — чем ближе был динамик, тем резче градиент. Абсолютное звуковое давление в области головы нематод тем временем не менялось. Черви демонстрировали наиболее устойчивые слуховые реакции только в ответ на резкий градиент. Градиент звукового давления коррелировал и с движением червей, и с вибрацией кутикулы, и с активностью механосенсорных нейронов. Нематоды живут в гниющих листьях на земле, где им могут повстречаться разные беспозвоночные хищники. По всей видимости, именно их звуки — стрекотание, шуршание или шелест крыльев — и могут слышать черви, а вот более громкие звуки от источников большего размера для них не так важны. Градиент звукового давления возникает и в тимпанальных органах кузнечиков, и в заполненной жидкостью улитке млекопитающих. В случае последних этот градиент, по всей видимости, необходим, чтобы активировались механочувствительные волосковые клетки улитки. То есть активация чувствительных к звуку нейронов происходит у разных животных по одному принципу. Ранее ученые обнаружили, что эпигенетическая память позволила нематодам C. elegans избегать патогенных бактерий даже спустя четыре поколения. То есть одни черви встретились с бактерией, выяснили, что она опасна, и стали ее избегать, а их детям и внукам уже не потребовалось проверять бактерий на себе — они избегали их сразу благодаря унаследованным модификациям гистонов.