Биологи сняли на видео глубоководного прозрачного осьминога
В ходе экспедиции к тихоокеанским островам Феникс биологи из Института океанологии Шмидта получили редкие видеозаписи почти прозрачного стеклянного осьминога. Этот головоногий моллюск обитает на глубинах более 200 метров, так что изучать его непросто. К счастью, в распоряжении исследователей был подводный робот, оснащенный видеокамерой, который и запечатлел осьминога. Помимо этого, аппарат сделал видеозаписи китовой акулы и других необычных существ, некоторые из которых могут относиться к неизвестным науке видам, сообщается в пресс-релизе института.
Некоторые осьминоги приспособились к жизни в глубоких слоях океана. Например, представители рода Muusoctopus откладывают яйца на глубине около трех километров, а осьминога из рода Grimpoteuthis недавно заметили на рекордной для головоногих моллюсков глубине около семи километров. Изучать такие виды непросто, ведь традиционные методы, такие как отлов тралами, практически не предоставляют данных об их биологии. К счастью, в последние годы благодаря современным аппаратам для погружений, в том числе беспилотным, у ученых появилось больше возможностей для наблюдений за глубоководными осьминогами.
Морским биологам из Института океанологии Шмидта, которые уже много лет изучают воды Индийского и Тихого океана, удалось получить новые видеозаписи одного из малоизученных видов глубоководных осьминогов. В ходе экспедиции на судне Falkor, длившейся более месяца и завершившейся в начале нынешнего июля, сотрудники института исследовали склоны подводных гор у тихоокеанских островов Феникс. В работе им помогал робот SuBastian, который оснащен камерой высокого разрешения и инструментами для сбора проб. За время экспедиции аппарат совершил двадцать одно погружение общей продолжительностью 182 часа — и за это время ему дважды повезло встретить и запечатлеть на видео стеклянного осьминога Vitreledonella richardi.
Стеклянные осьминоги довольно невелики — общая длина их тела составляет около 45 сантиметров — и практически прозрачны за исключением глазных яблок, зрительных нервов и пищеварительного тракта. Встречаются они в тропических и субтропических морях по всему миру, на глубинах от 200 до 1000 метров. Хотя стеклянных осьминогов открыли еще в 1918 году (второй вид рода, V. alberti, был описан в 1924 году), ученые многого о них не знают. Это неудивительно, ведь эти существа очень редко попадаются на глаза биологам и фиксируются на камеру. До недавнего времени большинство информации о стеклянных осьминогах было получено на основе экземпляров, извлеченных из желудков хищников. По мнению сотрудников института, записи, сделанные SuBastian, представляют собой самые качественные изображения V. richardi из когда-либо полученных. Они станут источником новых сведений об этих загадочных осьминогах.
Помимо прозрачных осьминогов, SuBastian снял на камеру и других необычных животных. Например, он застал краба за кражей рыбы у сородича и запечатлел китовую акулу (Rhincodon typus). Некоторые из подводных обитателей, встреченных роботом, могут быть представителями новых видов. Кроме того, аппарат помог биологам собрать коллекцию глубоководных микроорганизмов и исследовать сообщества кораллов и губок. В частности, исследователи провели ряд экспериментов с целью выяснить, как кораллы и губки восстанавливаются после повреждений, а также как их иммунная система реагирует на различные виды бактерий.
Нынешняя экспедиция является продолжением работ, которые сотрудники Института океанологии Шмидта вели у островов Феникс в 2017 году. Биологи отмечают, что этот регион богат жизнью и крайне интересен с научной точки зрения. Они надеются, что их исследования позволят лучше понять, как устроены местные экосистемы, и наладить их эффективную охрану.
Ранее мы рассказывали о том, как биологи впервые описали новый вид глубоководных осьминогов с помощью магнитно-резонансной томографии и микрокомпьютерной томографии. Он получил название Grimpoteuthis imperator.
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.