Fascinující smysl chobotnic: Chapadla plná neuronů dokážou vnímat mikrobiální svět, který je pro nás neviditelný

Od počátku života na Zemi utvářely mikroby, tito malí, ale vlivní jednobuněční tvorové, prostředí, kterému se zvířata musela přizpůsobit, aby přežila. Různorodé mikrobiální populace, známé jako mikrobiomy, obývají téměř každý povrch na naší planetě. Vědci nyní zjistili, že chobotnice dokážou detekovat signály z mikrobiomů, se kterými se setkávají, což odhaluje jeden ze zcela nových způsobů, jak se tito inteligentní hlavonožci orientují ve svém přirozeném prostředí.

Lidé mohou také zaznamenat známky mikrobiální aktivity, například když cítíme, že maso je zkažené nebo mléko zkyslo. My však tyto mikroby nedokážeme vnímat hmatem. Chobotnice naproti tomu svět ochutnávají a cítí svými chapadly, která mají dohromady více neuronů než jejich centrální mozek. Tato chapadla jsou lemována chemotaktilními receptory, které jim umožňují reflexivně reagovat na specifické chemické signály z mikrobiomů při průzkumu okolí, jak uvádí výzkum publikovaný v odborném časopise Cell.

Experimenty s vajíčky a kořistí Tým vedený bioložkou Rebeckou Sepelou z Harvardovy univerzity se rozhodl prozkoumat, zda mikrobiomy v prostředí formují vnější chování zvířat. Jako subjekt si vybrali chobotnici dvouskvrnnou (Octopus bimaculoides), zvíře, které tráví velké množství času zkoumáním světa pomocí hmatu. Spencer Nyholm, odborník na bezobratlé z University of Connecticut, který se na studii nepodílel, zdůraznil, že jsme obklopeni mikroby, kteří jsou kriticky důležití pro naše zdraví, a tento výzkum otevírá nové dveře v chápání biologie.

Vědci vystavili chobotnice mikrobům, které by běžně potkaly na mořském dně. Vyrobili falešná chobotničí vajíčka z netoxického gelu z řas a naplnili je molekulami získanými z bakterií, které vědci nasbírali ze skutečných vajíček vyřazených ze snůšky. Matky chobotnic tato falešná vajíčka odmítaly mnohem rychleji než ta, která nebyla ošetřena bakteriální molekulou. V dalším pokusu vědci izolovali molekulu z mikrobiomu rozkládajících se krabů. Chobotnice okamžitě odmítly plastové hračky krabů potřené touto molekulou, přesně tak, jak by reagovaly na skutečného hnijícího kraba. Když však dostaly stejné plastové hračky bez této molekuly, chytily je a držely, jako by šlo o typickou kořist.

Reflexivní reakce přísavek Výsledky potvrzují, že chobotnice dokážou detekovat mikrobiální signály a reagovat na ně, což dává smysl vzhledem k jejich přirozenému prostředí. Žijí ve světě mořského dna, který je kompletně pokryt mikroby. Většina těla chobotnice je věnována chapadlům, která používá k ochutnávání a dotýkání se každého povrchu, s nímž přijde do kontaktu. Při vystavení mikrobiálním signálům reagovaly jednotlivé přísavky reflexivně – buď se odtáhly, nebo přilnuly k povrchu, kde byla molekula detekována.

Tyto reakce umožňují chemotaktilní receptory v buňkách přísavek, které spouštějí fyziologickou odpověď po navázání na specifické molekuly. Jeden ze studovaných receptorů, nazvaný CRT1, je podle vědců obzvláště citlivý a dokáže detekovat velké množství různých molekul. Svět je v podstatě mikrobiální moře a schopnost zvířete rozumět mikrobiomům kolem sebe je zásadní nejen pro jednotlivce nebo druh, ale pro celý ekosystém. Studiem vhledu chobotnic do mikrobiálního světa můžeme lépe pochopit, jak mikroby komunikují se zvířecími buňkami. Je fascinující přemýšlet o tom, jak úzce jsme propojeni se světem, který ani nevidíme.