Ahtapot hassas duygulara sahip bir yaratıktır.
500 milyon nöronunun çoğu kollarında, sekiz kaslı dil gibi deniz tabanını keşfediyor. Her bir emme bardağında 10.000 duyusal hücre tarafından desteklenen bir “dokunuştan tadı” sinir sistemi ile derinlerde gezinir.
Şimdi, Bilim biyologları tarafından yapılan yeni bir çalışma, ahtapotun ne hissettiğini ortaya koyuyor – mikrobiyal dünyadan biyokimyasal bilgiler. Hayvan, sürekli değişen bakteri toplulukları tarafından yayılan biyokimyasalları tatarak, avın yemek için güvenli olup olmadığı veya sağlıksız yumurtaların yuvadan çıkarılması gibi hayatta kalma için gerekli bilgileri kazanır.
Doktora sonrası araştırmacı ve yeni çalışmanın baş yazarı Rebecka Sepela, “Her şey mikroplar tarafından, özellikle bu sualtı dünyalarında kaplanıyor” dedi. “Bu mikrobiyal topluluklar, çevresel koşullara yanıt olarak sürekli olarak yeniden yapılandırılıyor ve yüzeye özgü çevrelerini yansıtacak şekilde farklı kimyasalları pompalayacak. Ahtapot, bu yüzeylerin canlılarını ayırt etmek için yengeçlerin veya yumurtaların yüzeylerinde büyüyenler gibi belirli mikropların yaptığı kimyasalları algılıyor.”
Ahtapotun duyusal sistemi Bilim'da devam eden bir araştırma konusu olmuştur. 2020'de, moleküler ve hücresel biyoloji profesörü olan Nicholas Bellono'nun laboratuvarındaki araştırmacılar, “kemotaktil reseptörleri”, ahtapotları benzersiz tatma özellikleriyle nasıl silahlandırdığını ayrıntılı olarak detaylandırdı. 2023'te grup, bu duyusal organların atalarının asetilkolin reseptörlerinden nasıl evrimleştiğini – ancak ahtapotlarda kafalopodlu kalamardan farklı olarak farklı bir şekilde evrildiğini anlattı.
Kaliforniya iki noktalı ahtapot, ahtapot bimaculoides.
Ahtapotlar çevrelerini algılamak için kemotaktil reseptörleri kullanır.
Fotoğraf: Anik Grearson.
Kaliforniya iki noktalı ahtapot, deneğinde bir yumurta debriyajını kuluçkalar.
Fotoğraf: Anik Grearson.
Salı günü Cell dergisinde yayınlanan son çalışma için Bellono ekibi, bu organların ne algıladığını daha iyi anlamaya çalıştı. Ahtapotlar, kollarını deniz tabanının üzerine süpürerek ve yemek için köşe ve çatlakları inceleyerek yem. Karanlıkta bile, sadece uzantılarının duyularına güvenerek “kör beslenirler”. Ancak avı ve diğer ilgi çekici nesneleri nasıl tanımladıkları belirsiz kaldı.
Bu soruya ışık tutmak için, Bilim araştırmacıları hayvanların onlara neyin önemli olduğunu göstermesine izin veriyor. Laboratuvar, biyolojik yenilikleri araştırmanın ve altta yatan mekanizmaları molekül ve protein seviyesine kadar deşifre etmeye çalışmanın “merak temelli bir yaklaşımını” takip eder. Kaliforniya iki noktalı ahtapotları (Amerika'nın Pasifik Kıyısı'na özgü bir tür) tuzlu su tanklarında tutar-kapaklar velcro kayışlarla sıkıca tutturulur ve tuğlalar tarafından tartılır. Bellono, “Onları tanklarını açıp dışarı çıktıkları” dedi.
Ahtapotları izlerken, araştırmacılar iki nesnenin güçlü reaksiyonlar ortaya çıkardığını gördü – kemanların yengeçlerinin (favori yiyecekler) ve ahtapot yumurtalarının kabukları.
“Çok ahtapot merkeziydi,” dedi Sepela. “Hayvanı çalışmamızın merkezinde tutarak, ortamda hayvan için gerçekten anlamlı olan moleküller bulabildik.”
Bilim adamları bu malzemeleri bir elektron mikroskobu altında incelediklerinde, mikrobiyal topluluklarda keskin farklılıklar buldular. Canlı yengeçlerin kabuklarında sadece birkaç mikrop vardı, ancak çürüyen yengeçler birçok bakteri türü tarafından kaplandı. Benzer şekilde, ahtapot anneleri tarafından reddedilen yumurtalar spirillum şeklinde bakterilerle kaplandı, sağlıklı yumurta değildi.
UV ışığı altında bir görüntü, mikrobiyal kültürlerden (solda) izole edilen bir molekül konsantrasyonu, kemancı yengeçleri (orta) ve iki gün boyunca çürümeye bırakılan kemancı yengeçleri ile dolu bir görüntü. Çürüyen kemancı yengeçleri, tıpkı mikrobiyal kültürlerden izole edilen molekül gibi, UV ışığı altında mavi parlar.
Bilim adamları, mikroplar tarafından yayılan molekülleri incelemeden önce bu mikrobiyal toplulukların taksonomik kimliklerini ve bolluklarını ortaya çıkarmak için RNA barkodunu kullandılar – ve bu maddelerin ahtapotta ortaya çıkardığı yanıtlar. Ekip, yaklaşık 300 suş deniz bakterisi geliştirdi ve laboratuvarda klonlanan ahtapot kemotaktil reseptörleri üzerindeki etkilerini test etti.
Bazı mikropların belirli ahtapot reseptörlerini aktive ettiğini keşfettiler. Dramatik bir bulguda, bilim adamları ana ahtapot tarafından reddedilen yumurtalarda yaygın olarak bulunan bakteriler tarafından yayılan bir molekül tanımladılar. Araştırmacılar sahte bir yumurta yaptılar, madde ile kapladılar ve bir ahtapot yuvasına bıraktılar. Yumurtayı kısaca tımar ettikten sonra, anne onu kuluçkadan çıkardı.
Mikroplar-veya tek hücreli organizmalar-dünyadaki en bol yaratıklardır. Tek bir insanın gövdesi yaklaşık 39 trilyon mikrop barındırıyor. Benzer şekilde, Dünya, sular ve hatta hava mikrobiyomlar olarak bilinen mikrobiyal topluluklarla birlikte.
Rebecka Sepela ve Nicholas Bellono.
Niles Singer/Bilim Personel Fotoğrafçısı
Mikrobiyomlar üzerine yapılan araştırmalar, mikroplar ve konakçıları arasındaki ilişkiye odaklanmaktadır-örneğin bağırsak bakterilerinin sindirime nasıl yardımcı olduğunu-ancak yeni makale daha az bilinen bir alemi araştırıyor: hayvanların dış mikroplarla nasıl etkileşime girdiği ve sürekli değişen bir dünyaya nasıl uyum sağladığı. Bilim, çok hücreli hayvanların bu mikrobiyom dışında nasıl okuduğuna dair bulanık bir anlayışa sahiptir.
Bellono, “Keşfedilecek çok şey var” dedi. “Mikroplar hemen hemen her yüzeyde mevcut. Ahtapotta buna bakmak için güzel bir sistemimiz vardı, ancak bu hayat boyunca gerçekleşmediği anlamına gelmiyor.”
Bellono laboratuvarı, Bilim Tıp Okulu'nda biyolojik kimya ve moleküler farmakoloji profesörü olan Jon Clardy ve California Üniversitesi, San Diego Üniversitesi'nde nörobiyoloji profesörü olan Jon Clardy ekipleri ile işbirliği yaptı.
500 milyon nöronunun çoğu kollarında, sekiz kaslı dil gibi deniz tabanını keşfediyor. Her bir emme bardağında 10.000 duyusal hücre tarafından desteklenen bir “dokunuştan tadı” sinir sistemi ile derinlerde gezinir.
Şimdi, Bilim biyologları tarafından yapılan yeni bir çalışma, ahtapotun ne hissettiğini ortaya koyuyor – mikrobiyal dünyadan biyokimyasal bilgiler. Hayvan, sürekli değişen bakteri toplulukları tarafından yayılan biyokimyasalları tatarak, avın yemek için güvenli olup olmadığı veya sağlıksız yumurtaların yuvadan çıkarılması gibi hayatta kalma için gerekli bilgileri kazanır.
Doktora sonrası araştırmacı ve yeni çalışmanın baş yazarı Rebecka Sepela, “Her şey mikroplar tarafından, özellikle bu sualtı dünyalarında kaplanıyor” dedi. “Bu mikrobiyal topluluklar, çevresel koşullara yanıt olarak sürekli olarak yeniden yapılandırılıyor ve yüzeye özgü çevrelerini yansıtacak şekilde farklı kimyasalları pompalayacak. Ahtapot, bu yüzeylerin canlılarını ayırt etmek için yengeçlerin veya yumurtaların yüzeylerinde büyüyenler gibi belirli mikropların yaptığı kimyasalları algılıyor.”
Ahtapotun duyusal sistemi Bilim'da devam eden bir araştırma konusu olmuştur. 2020'de, moleküler ve hücresel biyoloji profesörü olan Nicholas Bellono'nun laboratuvarındaki araştırmacılar, “kemotaktil reseptörleri”, ahtapotları benzersiz tatma özellikleriyle nasıl silahlandırdığını ayrıntılı olarak detaylandırdı. 2023'te grup, bu duyusal organların atalarının asetilkolin reseptörlerinden nasıl evrimleştiğini – ancak ahtapotlarda kafalopodlu kalamardan farklı olarak farklı bir şekilde evrildiğini anlattı.
Kaliforniya iki noktalı ahtapot, ahtapot bimaculoides.
Ahtapotlar çevrelerini algılamak için kemotaktil reseptörleri kullanır.
Fotoğraf: Anik Grearson.
Kaliforniya iki noktalı ahtapot, deneğinde bir yumurta debriyajını kuluçkalar.
Fotoğraf: Anik Grearson.
Salı günü Cell dergisinde yayınlanan son çalışma için Bellono ekibi, bu organların ne algıladığını daha iyi anlamaya çalıştı. Ahtapotlar, kollarını deniz tabanının üzerine süpürerek ve yemek için köşe ve çatlakları inceleyerek yem. Karanlıkta bile, sadece uzantılarının duyularına güvenerek “kör beslenirler”. Ancak avı ve diğer ilgi çekici nesneleri nasıl tanımladıkları belirsiz kaldı.
Bu soruya ışık tutmak için, Bilim araştırmacıları hayvanların onlara neyin önemli olduğunu göstermesine izin veriyor. Laboratuvar, biyolojik yenilikleri araştırmanın ve altta yatan mekanizmaları molekül ve protein seviyesine kadar deşifre etmeye çalışmanın “merak temelli bir yaklaşımını” takip eder. Kaliforniya iki noktalı ahtapotları (Amerika'nın Pasifik Kıyısı'na özgü bir tür) tuzlu su tanklarında tutar-kapaklar velcro kayışlarla sıkıca tutturulur ve tuğlalar tarafından tartılır. Bellono, “Onları tanklarını açıp dışarı çıktıkları” dedi.
Ahtapotları izlerken, araştırmacılar iki nesnenin güçlü reaksiyonlar ortaya çıkardığını gördü – kemanların yengeçlerinin (favori yiyecekler) ve ahtapot yumurtalarının kabukları.
“Çok ahtapot merkeziydi,” dedi Sepela. “Hayvanı çalışmamızın merkezinde tutarak, ortamda hayvan için gerçekten anlamlı olan moleküller bulabildik.”
Araştırmacılar, ahtapotların canlı yengeçlerle mutlu bir şekilde beslendiğini, ancak çürümüş olanları reddettiğini buldular. Ahtapot anneleri hevesli bir şekilde yumurta kavramalarını temizledi ve tımar etti, ancak bazen infertil veya ölü yumurta çıkardı.
Bilim adamları bu malzemeleri bir elektron mikroskobu altında incelediklerinde, mikrobiyal topluluklarda keskin farklılıklar buldular. Canlı yengeçlerin kabuklarında sadece birkaç mikrop vardı, ancak çürüyen yengeçler birçok bakteri türü tarafından kaplandı. Benzer şekilde, ahtapot anneleri tarafından reddedilen yumurtalar spirillum şeklinde bakterilerle kaplandı, sağlıklı yumurta değildi.
UV ışığı altında bir görüntü, mikrobiyal kültürlerden (solda) izole edilen bir molekül konsantrasyonu, kemancı yengeçleri (orta) ve iki gün boyunca çürümeye bırakılan kemancı yengeçleri ile dolu bir görüntü. Çürüyen kemancı yengeçleri, tıpkı mikrobiyal kültürlerden izole edilen molekül gibi, UV ışığı altında mavi parlar.
Bilim adamları, mikroplar tarafından yayılan molekülleri incelemeden önce bu mikrobiyal toplulukların taksonomik kimliklerini ve bolluklarını ortaya çıkarmak için RNA barkodunu kullandılar – ve bu maddelerin ahtapotta ortaya çıkardığı yanıtlar. Ekip, yaklaşık 300 suş deniz bakterisi geliştirdi ve laboratuvarda klonlanan ahtapot kemotaktil reseptörleri üzerindeki etkilerini test etti.
Bazı mikropların belirli ahtapot reseptörlerini aktive ettiğini keşfettiler. Dramatik bir bulguda, bilim adamları ana ahtapot tarafından reddedilen yumurtalarda yaygın olarak bulunan bakteriler tarafından yayılan bir molekül tanımladılar. Araştırmacılar sahte bir yumurta yaptılar, madde ile kapladılar ve bir ahtapot yuvasına bıraktılar. Yumurtayı kısaca tımar ettikten sonra, anne onu kuluçkadan çıkardı.
Mikroplar-veya tek hücreli organizmalar-dünyadaki en bol yaratıklardır. Tek bir insanın gövdesi yaklaşık 39 trilyon mikrop barındırıyor. Benzer şekilde, Dünya, sular ve hatta hava mikrobiyomlar olarak bilinen mikrobiyal topluluklarla birlikte.
Rebecka Sepela ve Nicholas Bellono.
Niles Singer/Bilim Personel Fotoğrafçısı
Mikrobiyomlar üzerine yapılan araştırmalar, mikroplar ve konakçıları arasındaki ilişkiye odaklanmaktadır-örneğin bağırsak bakterilerinin sindirime nasıl yardımcı olduğunu-ancak yeni makale daha az bilinen bir alemi araştırıyor: hayvanların dış mikroplarla nasıl etkileşime girdiği ve sürekli değişen bir dünyaya nasıl uyum sağladığı. Bilim, çok hücreli hayvanların bu mikrobiyom dışında nasıl okuduğuna dair bulanık bir anlayışa sahiptir.
Bellono, “Keşfedilecek çok şey var” dedi. “Mikroplar hemen hemen her yüzeyde mevcut. Ahtapotta buna bakmak için güzel bir sistemimiz vardı, ancak bu hayat boyunca gerçekleşmediği anlamına gelmiyor.”
Bellono laboratuvarı, Bilim Tıp Okulu'nda biyolojik kimya ve moleküler farmakoloji profesörü olan Jon Clardy ve California Üniversitesi, San Diego Üniversitesi'nde nörobiyoloji profesörü olan Jon Clardy ekipleri ile işbirliği yaptı.