оловоногие моллюски и каракатицы в частности – настоящие мастера маскировки. Они могут становиться практически незаметными в самых разных местах. Как нервной системе удается управлять этим сложным механизмом мимикрии, рассказали немецкие исследователи в журнале Nature.
Дело в том, что особые клетки кожи, содержащие пигмент и известные как хроматофоры, могут менять свою форму под действием связанных с ними мышц: сокращаться или, напротив, расправляться. На коже каракатиц могут появляться сложные узоры из полос и пятен, которые делают их совсем неприметными для хищников.
Нейробиологи решили разобраться, как нервная система моллюска (Sepia officinalis) ухитряется так тонко регулировать каждый свой хроматофор. Для этого они устроили тотальную слежку за каракатицами: с самого рождения за каждой каракатицей следили 20 видеокамер, делающие 60 кадров в секунду. Когда каракатица плыла по аквариуму, ее цвет постоянно менялся в зависимости от фона, который задавали исследователи.
Наблюдения продолжались несколько недель. Разумеется, за это время каракатица успевала заметно вырасти, но, благодаря специальным методам обработки видео, ученые смогли следить за каждым отдельным хроматофором, в том числе и за теми, которые появлялись по мере роста каракатицы.
Предыдущие исследования показали, что мышцы, регулирующие форму хроматофора, находятся под контролем моторных нейронов, получающих сигналы из мозга. Каждый мотонейрон иннервирует несколько хроматофоров, а каждый хроматофор, в свою очередь, иннервируется несколькими мотонейронами. Известно также, что узор из хроматофоров на коже каракатицы примерно повторяет геометрию её окружения.
На основе узоров на коже моллюсков авторы нынешней работы смогли с помощью особых алгоритмов реконструировать нейронные цепи, обеспечивающие регуляцию хроматофоров. Это первое в своем роде исследование, в котором особенности организации нервной системы удалось изучить на живом животном без вскрытия и приготовления гистологических препаратов. Вероятно, этот метод может пригодиться для решения других задач, связанных с функционированием нервной системы и требующих изучения непосредственно живого животного.
Текст: Елизавета Минина
Elucidating the control and development of skin patterning in cuttlefish by Sam Reiter, Philipp Hülsdunk, Theodosia Woo, Marcel A. Lauterbach, Jessica S. Eberle, Leyla Anne Akay, Amber Longo, Jakob Meier-Credo, Friedrich Kretschmer, Julian D. Langer, Matthias Kaschube & Gilles Laurent in Nature. Published October 2018.