凭借着奇特的聪明才智,皮肤变质,以及由三颗心脏驱动的柔软身体,章鱼可以达到各种恶作剧。他们的伪装技巧可以让他们保持隐藏,同时用面条状的四肢悄悄探索周围的环境,每条四肢都有一个自己的迷你头脑。有了它们,这些海洋外星人就可以伸出手来品尝你的味道。
现在,我们可能对这种触觉味觉能力是如何运作的有了一些了解。
当章鱼的手臂伸过海底,用数千个独立移动的手指状吸盘进行探测时,事实证明,章鱼正在使用独立的味觉感应以及独特的触摸感应细胞来捕捉周围环境的感官图。
哈佛大学的分子生物学家 Lena van Giesen 及其同事在加州两点章鱼(双斑章鱼)吸盘的皮肤。
猛扑加州两点章鱼。 (彼得·基利安)
这些趋化细胞具有细细的分支末端,可以连续发出信号(补品射击),但它们依赖于足够接近以触摸,就像我们的舌头一样。化学感应细胞可以对多种味道做出反应,包括头足类墨水中发现的化学物质,以及潜在有毒猎物释放的“警告”化学物质。
分子生物学家尼古拉斯·贝洛诺 (Nicholas Bellono) 告诉《ScienceAlert》:“这对于章鱼检测隐藏在海底裂缝或传统感觉器官无法到达的区域的猎物非常有用。”
在吸盘的皮肤内,研究小组还发现了预期的、更熟悉的机械感觉细胞,其末端有粗短的分支。这些细胞仅在接触开始时信号耗尽之前才会放电(阶段性发射)。
这种类型的信号使章鱼能够判断它们是否正在触摸无生命的物体(信号在静止的接触时会停止)或蠕动的猎物,信号会在失去和重新获得接触时再次发射。
研究人员说:“我们发现章鱼使用刻板的触摸动作来探索环境,这些动作通过与不同的[触发化学触觉受体的分子]接触而明显改变。”在他们的论文中解释。
他们通过观察动物、进行测试以及观察特定吸盘细胞中的基因表达哪些蛋白质来弄清楚这些技能。这个方法称为转录组学,它允许研究人员通过分析细胞内活跃使用的蛋白质来了解细胞的功能。
章鱼触摸品尝一杯。 (莉娜·范·吉森)
研究小组发现,一些趋化细胞对鱼和蟹提取物的反应强烈激活。但他们认为,除了检测猎物之外,这种触觉味觉能力还可能引发人们对暗示危险的令人厌恶的味道的快速撤退。他们还观察了章鱼墨水如何关闭肢体的味觉能力。
贝洛诺说:“我们的发现令人惊讶,因为水生化学感觉长期以来一直与通过溶解在水中的化学物质发出的远程水传播信号有关。” “我们的研究表明,章鱼以及其他潜在的水生动物也可以通过接触依赖的方式检测难溶性分子。”
研究小组检查的三种不同章鱼物种中都发现了化学触觉受体的基因,但未参与这项研究的加州大学生物学家丽贝卡·塔文(Rebecca Tarvin),解释说其他头足类动物(如鱿鱼)似乎不会以同样的方式使用吸盘来品尝环境。
贝洛诺说:“我们对这种独特的感觉运动系统如何在其他头足类动物中进化非常感兴趣。”他解释说,他们现在正在探索关于其进化、生理学和用途的许多问题。
虽然他们只仔细检查了与特殊味觉细胞相关的几个基因,但在大量细胞的基因组的其余部分中却发现了一些线索,其中有近 100 个与感觉相关的基因尚未被表征。
贝洛诺说,章鱼手臂中的迷你“大脑”必须具有从如此多高度专业化的受体中过滤信息的非凡能力。这可能有助于解释原因三分之二章鱼的神经元位于其手臂中。
因此,章鱼本质上有八个有大脑且灵巧的臂舌,使它们能够在海洋家园的黑暗深处半独立于其主体来感受食物的味道。生活还能变得多么令人愉快、怪异呢?
这项研究发表于细胞。