У осьминогов есть репродуктивная щупальце, с помощью которой они обнаруживают самок, не видя их

Осьминоги — одиночные животные, которые встречаются друг с другом лишь изредка для спаривания. Исследование показало, что одно из их восьми щупалец, которое служит для размножения, обладает сенсорной способностью обнаруживать и оплодотворять самок, даже не видя их. Это открытие, сделанное группой из двенадцати исследователей из университетов США, Японии и Швеции, в этот четверг стало главной темой на обложке журнала Science. «Ранее мы обнаружили, что эта щупальца специализирована для спаривания, но не было известно, что она является сенсорным органом, с помощью которого осьминоги распознают своих партнеров и оплодотворяют их», — подчеркивает один из авторов, Николас Беллоно, профессор молекулярной биологии Гарвардского университета. Во время спаривания специализированное щупальце (гектокотиль) скользит к мантии самки (полости в основном теле, содержащей жизненно важные органы), находит репродуктивный яйцевод и помещает туда пакет со спермой, называемый «сперматофором». Гектокотиль также содержит специальную борозду для транспортировки «пакета спермы» от яичек, расположенных в мантии самца, до кончика конечности. Но как самец осьминога узнает, что он нашел яйцеводы? Исследователи обнаружили, что внутри трубок специального щупальца самца осьминога находятся различные вещества и что выброс спермы происходит только тогда, когда маленькие присоски на конце гектокотила вступают в контакт с прогестероном самок. Чтобы прийти к этому выводу, исследователи провели ряд экспериментов с целью лучше понять сенсорную систему головоногих. щупальца осьминога исследуют морское дно как восемь мускулистых языков; например, одна присоска содержит около 10 000 сенсорных клеток. Большинство из 500 миллионов нейронов осьминога сосредоточено в щупальцах (а не в мозге), и эти отростки могут функционировать автономно. «Мы были удивлены, обнаружив, что гектокотиль усеян сенсорами, аналогичными тем, что находятся на других щупальцах, и что самцы обычно не используют его для исследования или поиска пищи. Они держат его свернутым у тела и используют не для исследования морского дна, а для спаривания», — отмечает другой автор исследования, Пабло Вильяр, исследователь из того же университета. В другом эксперименте ученые поместили самцов и самок осьминога вида Octopus bimaculoides из Тихого океана по обе стороны непрозрачной перегородки в резервуаре с соленой водой. В перегородке были небольшие отверстия, достаточно широкие, чтобы в них прошли щупальца. Даже без визуальных сигналов они заметили, что самец мог дотянуться до другого отсека, найти самку и ввести кончик гектокотила в её мантию. Самки, которые могли приблизиться к недоступному углу аквариума, часто с радостью принимали такое приближение и не отходили от перегородки. «И самец, и самка прекращали всякое движение, иногда на более чем час, чтобы осуществить передачу спермы», — описывают исследователи в своей статье. «Они спаривались через перегородку. Это является самым простым и наглядным доказательством того, что они могут распознавать друг друга, используя исключительно химическое восприятие, без необходимости полного физического контакта», — подчеркивает Вильяр. Исследователи наблюдали подобные спаривания между разными самцами и самками, в том числе в полной темноте. Однако, когда сближались два самца, они не пытались спариваться, что указывает на то, что самки испускают какой-то сигнал, который распознает самец. Анализируя образцы ткани женских репродуктивных органов, они обнаружили, что они обогащены молекулами-предшественниками прогестерона, женского стероида. Два последующих эксперимента подтвердили это. В одном случае исследователи ампутировали гектокотиль, подвергли придаток воздействию прогестерона и наблюдали, как он энергично двигался. В другом эксперименте исследователи поместили самцов и самок осьминогов по обе стороны от преграды, но непосредственно перед тем, как спаривание должно было состояться, самку заменили трубками, покрытыми прогестероном. Самцы исследовали трубки, пропитанные прогестероном, как если бы это был плавник самки, но не проявили интереса к трубкам, смазанным другими химическими веществами. При наблюдении за гектокотилом через микроскоп исследователи увидели, что он усеян маленькими присосками, как и остальные щупальца. С помощью методов окрашивания и секвенирования отдельных клеток они обнаружили, что эти ткани плотно переплетены с нервами и сенсорными клетками, что подтверждает эту химико-сенсорную функцию. Наконец, они попытались определить, какие рецепторы улавливают женские половые гормоны. Только один из них сильно реагировал на прогестерон — гормон, который сохранился на протяжении эволюционной истории, хотя и совершенствовался, и в настоящее время также помогает самцам осьминогов распознавать потенциальных партнеров своего вида и отличать их от других. Эта система половой сигнализации иллюстрирует то, что биологи называют «диверсифицирующим отбором», направленным на усиление различий между близкородственными видами.