Я не монстр
Как наука превратила кальмара из легендарного монстра в чудо?
Головоногие занимают особое место в нашей культуре. Вспоминая длинные щупальца, большие, немигающие глаза и огромные размеры представителя такого вида, как, например, гигантские кальмары мы невольно погружаемся в средние века, когда рассказы предупреждали купцов о монстрах, поджидающих их в тёмных водах и готовых уничтожить весь экипаж за считанные секунды.
Но наука прошла долгий путь и сегодня она смогла рассеять и разоблачить все эти ужасающие рассказы, в то же время заставляя нас удивляться тому, какие же всё таки головоногие моллюски разные и насколько они прекрасны. Сегодня мы знаем, что они разумные существа, и что мозги их организованы совсем иным образом, чем у нас. Некоторые виды осьминогов могут временно перекодировать свои гены с целью адаптации к внешней среде. Кальмары меняют цвет кожи и узоры на ней, чтобы прятаться от хищников и общаться друг с другом. «Мы можем делать нашу кожу отличной от кожи других людей благодаря татуировкам и косметике, но чего у нас нет, это таких изощрённых механизмов её изменения, как у кальмаров» - говорит Стив Сэнфт, нейробиолог из Морской биологической лаборатории в Вудс-Холле.
Сэнфт изучает вид кальмара Doryteuthis pealeii длиной около 30 см и найденный в западных районах Атлантического океана, от Ньюфаундленда до Венесуэлы. Их кожа содержит специфические уникальные клетки, объясняет Сэнфт, эти клетки называются хромофоры (или хроматофоры) и иридофорами. «Эти образования невероятно детализированы и чужды нам как виду», - говорит он. «Хромофоры специально сконструированы природой для поглощения света различной длины волны, а иридофоры созданы ею для отражения света. Хромофоры приводятся в действие непосредственно мозгом животного, что в свою очередь приводит к запуску нервной системы. Благодаря этим клеткам у кальмаров существует множество моделей поведения и способов сигнализации. Они могут мигать своими плавниками, щупальцами, головами и другими частями своего тела, называемыми мантией. Они могут мигать лишь одной стороной мантии, и некоторые из них могут посылать специальные "волны отражения" по своим телам, эти волны действительно завораживают».
Тело кальмаров способно к воспроизведению десятков сложных и красивых узоров. Что же они сообщают друг другу при этом? «Я лично не знаю этого языка, - говорит Сэнфт. «Но ясно, что они используют особенную систему связи друг с другом. Когда рождается молодняк, кальмары-самцы учат молодняк самым разным узорам и способам их воспроизведения, причем, порой для каждого - свой узор. Часто бывает так, что на одной стороне тела кальмара - один узор, который он показывает самке, что рядом с ним, а другой рисунок - для самца по другую сторону. Здесь каждый может сделать свой вывод, но лично я считаю, что это очевидный пример модели поведения, организованной в рамках обучения группы животных.
Сэнфт сотни часов проработал с микроскопом и иногда он сталкивался с изображениями шедеврами, красивыми сами по себе. «Иногда красота сильнее науки», - говорит он. Со временем кальмары превратились из чудовищ - в чудо. «Я думаю, что чем больше людей терпеливо смотрят на природу вокруг них, тем больше у них чувство удивления» - убеждён учёный.
Работа системы: эти пучки звездчатой формы и есть хроматофоры на коже взрослого кальмара, то что вокруг - это антитела. Радиальные выступы - это мышцы, а другие соединительные линии - это нервы. Вся картина составляет всего около 1,5 мм, но содержит столько информации, что нейробиолог Стив Сэнфт может увеличить масштаб и найти отдельные аксоны (длинное волокно, проводящее нервный импульс). «Мы не можем проследить путь каждого из них, но это наша цель», - говорит Сэнфет. «После просмотра этого изображения это не очевидно, но после просмотра сотен таких изображений мы имеем более чёткое представление о том, как система работает».
Вид из замочной скважины: Перед вами образ, напоминающий французскую импрессионистическую картину, он содержит небольшие синие, зеленые и фиолетовые листовидные структуры, которые являются клетками иридофорами, именно они отвечают за способность кальмара изменять его узоры и цвета. Иридофоры организованы как перекрывающиеся пластины, и в зависимости от того, как они расположены друг относительно друга, они отражают разные оттенки. Волокноподобные ветви - это нервы, передающие информацию из мозга, чтобы дать инструкцию иридофору, как позиционировать себя. «Эти снимки - всего лишь вид из замочной скважины, а то, что происходит с более подробной точки зрения - самая дразнящая часть работы с кальмарами. Каждый раз, когда я делаю новую заготовку, я собираюсь увидеть что-то новое», - говорит Сэнфт.
Цветовое колесо: перед нами зародыш кальмара, просматриваемый через микроскоп. Некоторые из цветов обусловлены тем, что лазер, отражающий материал в кальмаре, или красители, вводимые в ткань, сжимаются в ней благодаря специальным мышцам. Красные и желтые точки - это хроматофоры, отвечающие за красный, желтый и коричневый оттенки кальмара. Хотя эти специальные мышцы слишком малы, чтобы мы могли здесь их разглядеть, они всё же есть там, располагаясь подобно спицам в колесе вокруг хроматофоров, они сжимаются и расслабляются, изменяя диаметр хромофора и определяя размер цветовых пятен.
Сила мозга: перед вами пучки чего-то, напоминающее кабель - это нервы, каждый из которых состоит из маленьких проводков, называемых аксонами. Одновременно аксоны разделяются, достигая разных целей - либо хроматофор, либо иридофор. Когда один нейрон срабатывает, он может изменить поле хроматофор и превратить кальмара в сгусток пылающего красного цвета или сделать его таким же крапчатым, как яйцо перепела. «Я видел десятки этих аксонов под микроскопом, а некоторые из ветвящихся узоров - образцы потрясающей, невероятной геометрии», - говорит Сэнфт.
Сообщение при помощи паутины: Каждый черный круг это хроматофор, а образования наподобие лозы, это нервные волокна взрослого кальмара, окрашенного специальными красителями. «Это изображение даёт нам представление о том, насколько всё это сообщение похоже на неорганизованную паутину», - говорит Сэнфт. Подобные изображения помогают ему понять сложность системы сигнализации кальмаров.
Автор статьи: Реган Пеналуна - старший редактор журнала Guernica.
Автор изображений: Стив Сэнфт, нейробиолог из Морской биологической лаборатории, расположенной в Вудс-Холле.