Удивительные обитатели морей и океанов - головоногие. Какие их необычайные особенности восхищают исследователей?
Мягкие или колеоидные головоногие (каракатицы, кальмары и осьминоги) представляют собой особенно интересную группу для сравнительных молекулярных исследований из-за их сложного поведения и большого мозга.
Головоногие относятся к типу моллюсков - древней и успешной группе, в которую входят также двустворчатые моллюски (устрицы, мидии, моллюски) и брюхоногие (слизни, улитки, хромочки). Близнецы расходились с двустворчатыми моллюсками и брюхоногие ~540 млн. лет назад (майя), на краю Эдиакаранского и Кембрийского периодов. Ранние головоногих были чрезвычайно плодородны: ископаемые обнаруживают более ~4000 родов, обитающих в морских биотопах по всему миру. Колеоиды отличались от сильно нагретых наутилоидов и впоследствии развили многие поразительные морфологические особенности, включая их большую нервную систему.
Строение головоногих
Тело головоногих состоит из трех основных частей: мантии, головы и стопы. В осьминоге стопа состоит из одноименных восьми рук. Каждая рука представляет собой мышечный гидростат, выстроенный одним или двумя рядами сосунков. Голова осьминога содержит большой мозг, окруженный двумя глазами, похожими на камеру. Мантия представляет собой мышечную полость, заполненную внутренними органами осьминога, включая две жабры, три сердца, чернильный мешок, пищеварительный тракт и гонады.
Центральная нервная система осьминогов состоит из центральной массы мозга, расположенной вокруг пищевода, пары зрительных долей и осевого нервного корда, проходящего по всей длине каждой руки. Осьминоговая нервная система представляет собой драматическое расширение древней нервной системы: например, общий осьминог, Octopus vulgaris, имеет более полумиллиарда нейронов. Лишь около трети этих нейронов находятся в центральной доли головного мозга и зрительной мышцы; остальные нейроны расположены в аксиальных нервных кордах восьми рук.
Центральный мозг над пищеводом (надпищеводная масса) содержит доли для более высокого моторного контроля, а также несколько долей, образующих две в значительной степени отдельные системы обучения и памяти. Доли пищеводной массы служат для управления важными функциями, такими как адаптивная окраска и регуляция вазомоторного тонуса. Оптические доли содержат более чем в два раза больше нейронов, чем центральный мозг, что отражает ту важную роль, которую зрение играет в этих морских хищниках. Типично для беспозвоночных, доли и осевые нервные кордовые волокна располагаются с телами клеток нейронов во внешних слоях долей и нейропилом нейронных процессов в их центрах.
Сколько рук? Сколько ног?
При виде осьминога или кальмара из рыбного магазина, обычный человек сразу скажет, где у него находятся щупальца. Однако, морские биологи могут не согласится с таким утверждением. Есть точные критерии, по которым щупальца отличаются от рук у головоногих.
Если присоски покрывают всю длину, то это называют руками. У щупалец присоски находятся только на кончиках, чтобы захватывать пищу. Поэтому, у осьминогов щупальца отсутствуют, а каракатицы и кальмары ловко орудуют восемью руками и двумя щупальцами.
Впрочем, определения одни, а классификации другие. Итак, осьминогов называют восьмирукими, а кальмаров с каракатицами - десятирукие.
А наука, изучающая головоногих, называется теутология.
Существует более 700 видов осьминогов. Они составляют собственный класс внутри головоногих моллюсков (цефалоподов), куда еще входят также раковины и улитки. Систематическое разделение внутри класса осьминогов довольно беспорядочно, но обычно их разделяют на три отдельные группы:осьминоги, кальмары с каракатицами и наутилусы (жемчужные кораблики).
Самый распространенный осьминог - "обыкновенный осьминог" (Octopus vulgaris). Он медленный и передвигаются по дну при помощи восьми рук. Тело у него колоколообразное и без плавников.
Кальмары, как и каракатицы, в отличие от осьминога имеют плавники и живут в движении в толще воды. Они плавают реактивным способом и вперед хвостом. В процессе эволюции двое из десяти рук значительно вытянулась и имеют на кончиках присоски, тело стало торпедообразным. В свою очередь, десятирукие тоже делятся на две подгруппы:
- Первая - Колиоиды. Они небольшого размера (25-50 см) и насчитывает несколько сотен видов в зависимости от ареала обитания. В толще воды перемещаются большими группами, поэтому их добывают промысловым способом. Например, рыбные отделы в российских магазинах в основном торгуют дешевым командорским кальмаром (Berryteuthis magister).
- Вторая подгруппа - каракатицы или «колоссальные кальмары» бывают длинной до 20 метров с учетом щупалец. Между прочим, “колоссальный кальмар” является самым крупным беспозвоночным в мире и глубина их обитания достигает 7-8 тысяч метров.
Наутилусы (жемчужные кораблики) абсолютно не похожи на предыдущих головоногих, хоть и имеют то же щупальца. Они находятся в раковинах, медленно плавают, поедая мелких рачков, рыбок и не брезгуют полакомиться падалью. Палеонтологи определили очень древних родственников наутилусов - это аммониты. Они бороздили в мировом океане 500 млн. лет назад, в палеозойскую эру.
У жемчужных корабликов отмечена удивительно быстрая регенерация. Например, раны заживают не оставляя рубцов за пару часов, а потерянное щупальце отрастает вновь.
Три сердца с голубой кровью
Кровоток осьминога работает с тремя сердцами. Двое сердец прокачивают кровь через жабры, так что они насыщаются кислородом (у осьминога обычно есть две жабры, за исключением жемчужных корабликов с четырьмя жабрами). Третье сердце прокачивает кровь через мозг, мышцы и другие органы.
У большинства позвоночных видов кислород всасывается в кровь гемоглобином из белков железа. Эта химическая реакция придает крови красный цвет. Однако, осьминог и другие моллюски используют белок гемоцианин. Он содержит медь, и поэтому кровь становится синей, а не красной.
Друзья, подписывайтесь на канал. Ставьте лайки и на канал. Впереди много интересных публикаций!
