Как осьминоги и кальмары чувствуют вкус своими щупальцами

С помощью щупальц головоногие (кальмары, каракатицы, осьминоги) не только удерживают и взаимодействуют с объектами, но и пробуют их на вкус. При этом разные группы моллюсков выработали различные группы рецепторов, максимально подходящие к их образу жизни и способу добывания пищи. К этим выводам пришли сотрудники Гарвардского университета, опубликовавшие две научные работы в журнале Nature.

В первой рассказывается о вкусовых рецепторах осьминогов. Ученые исследовали вкусовые сосочки в присосках калифорнийских двупятнистых осьминогов Octopus bimaculoides. Каждая из них была сформирована пятью цилиндрическими белками, образующими полую трубочку. В ДНК осьминогов обнаружилось 26 генов, связанных с синтезом этих белков.

Эта особенность характерна для обонятельных и вкусовых рецепторов: синтезируемые различными комбинациями генов белки связывают разные химические вещества. Неожиданностью стал факт того, что большинство вариантов рецепторов, которые обнаруживаются у осьминогов, лучше всего детектируют терпены — жирные, вязкие соединения, склонные не растворяться в воде, а оставаться на поверхности морского дна, предметов, кожи рыб и других животных.

Ученые предполагают, что это связано с их образом жизни: осьминоги держатся ближе ко дну и активно ощупывают все объекты, с которыми взаимодействуют, тут же пробуя их на вкус и распознавая. Вторая статья посвящена происхождению вкусовых рецепторов щупалец. Анализ белков кальмаров Sepioloidea lineolata показал, что они адаптированы для быстрого распознавания горького вкуса.

Это также отражает их образ жизни и способ охоты: в отличие от осьминогов, кальмары склонны активно плавать в толще воды и ловить добычу, быстро выбрасывая щупальца к ней. Чтобы определить ценность добычи, важно сразу определить, испорчен или ядовит ли объект.

Сравнение генов, кодирующих вкусовые рецепторы у осьминогов, кальмаров и каракатиц, показало, что они возникли из модифицированных рецепторов нейротрансмиттеров — белков, которые работают в нервной системе и связывают сигнальные молекулы, передавая сигнал от нейрона к нейрону. Однако этот процесс шел у осьминогов и кальмаров независимо друг от друга, уже после того, как около 300 миллионов лет назад произошло эволюционное разделение этих групп головоногих.

Недавно семейная пара дайверов запечатлела крупнейших по величине беспозвоночных животных — 2,5-метрового гигантского кальмара, плавающего в водах у западного побережья Японии.