دنیای حسی شگفت انگیز هشت پاها

دنیای حسی شگفت‌انگیز هشت‌پاها

هشت‌پاها، به‌عنوان یکی از باهوش‌ترین بی‌مهرگان اقیانوس، توانایی برجسته‌ای در تعامل با محیط اطراف خود دارند. برخلاف بسیاری از جانوران، هشت‌پاها از گیرنده‌های حسی ویژه‌ای در بازوهای خود برخوردار هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد «چشیدن با لمس» را تجربه کنند. یافته‌های جدید علمی نشان می‌دهد این قابلیت برای زنده‌ماندن و مراقبت از نسل خود بسیار حیاتی است. پژوهشی که اخیراً توسط تیمی از دانشگاه هاروارد انجام شده نشان می‌دهد هشت‌پاها قادر به شناسایی سیگنال‌های شیمیایی تولیدشده توسط میکروب‌ها بر سطح موادی مثل لاشه خرچنگ‌ها و پوشش تخم‌های هشت‌پا هستند. این سیگنال‌های شیمیایی شبیه به طعم‌های متفاوت عمل می‌کنند و به هشت‌پا امکان می‌دهند بین تخم‌های سالم و خوراکی‌های قابل مصرف و موارد ناسالم یا خطرناک تمایز قائل شوند.

چگونگی شناسایی نشانه‌های شیمیایی توسط بازوهای هشت‌پا

بازوهای هشت‌پا با شبکه متراکم نورون‌ها و کمورسپتورهایی مجهز شده‌اند که حساسیت فوق‌العاده‌ای به مواد شیمیایی محیط دارند. این ساختار عصبی پیچیده موجب می‌شود هشت‌پا در هنگام شکار یا مراقبت از تخم‌ها، تصمیمات سریع و مستقل بگیرد. در این پژوهش دقیق، گونه هشت‌پای دوخاله‌ای کالیفرنیا (Octopus bimaculoides) به‌عنوان مدل انتخاب شد تا مشخص شود این جانور چگونه در انتخاب غذا و محافظت از تخم‌هایش تصمیم می‌گیرد.

دکتر ربکا سپلا، زیست‌شیمیدان اصلی این پژوهش، توضیح می‌دهد: «اگر گونه‌ای از میکروب یک گیرنده حسی هشت‌پا را تحریک کند، سیگنال عصبی به هشت‌پا منتقل می‌شود و این موضوع را به او اطلاع می‌دهد.» در واقع، گیرنده‌های بازوان هشت‌پا همانند سنسورهای زیست‌شیمیایی عمل کرده و محیط اطراف را از طریق مولکول‌های میکروبی تفسیر می‌کنند.

روش تحقیق: جداسازی مکالمات شیمیایی

برای رمزگشایی این سیستم حسی، دانشمندان ۲۹۵ سویه باکتریایی متفاوت را از زیستگاه‌های طبیعی هشت‌پا جمع‌آوری کردند. نمونه‌ها از سطوحی مانند پوسته خرچنگ‌های مطرح (Leptuca pugilator) که یکی از طعمه‌های اصلی هشت‌پا است و همچنین پوسته تخم‌های خود آن‌ها تهیه شد. در آزمایشگاه، گیرنده‌های حسی هشت‌پا در معرض هر سویه باکتری قرار گرفت تا میزان فعال‌سازی عصبی بررسی شود.

جامعه میکروبی روی این سطوح تفاوت‌های چشمگیری نشان داد. پوسته خرچنگ‌های زنده تقریباً فاقد باکتری بود، اما لاشه خرچنگ‌ها پر از گونه‌های گوناگون باکتری بودند. به همین ترتیب، پوشش تخم‌های هشت‌پا که مادر با دقت از آن‌ها نگهداری می‌کرد دارای یک میکروبیوم پایدار و مدیریتشده بود. با این حال، در صورت ترک تخم‌ها توسط مادر، این تعادل به هم می‌خورد و باکتری‌های مارپیچی به‌سرعت رشد می‌کردند.

سپلا اشاره می‌کند: «میکروب‌ها همانند کارخانه‌های شیمیایی عمل می‌کنند و دائماً با جذب سیگنال‌های محیطی، مولکول‌هایی متناسب با تغییرات محیط تولید می‌کنند. این مولکول‌ها همان سیگنال‌هایی هستند که هشت‌پا شناسایی می‌کند.»

یافته‌های کلیدی: زبان شیمیایی و رفتار هشت‌پا

نتایج آزمایش‌های انجام‌شده نشان داد که فقط برخی از باکتری‌ها - عمدتاً آن‌هایی که به لاشه‌ها یا تخم‌های ناسالم مرتبط بودند - پاسخ عصبی معناداری درگیرنده‌های هشت‌پا ایجاد می‌کنند. برای اطمینان از این اثر، دانشمندان تست‌های رفتاری انجام دادند: هشت‌پاهای ماده‌ای که تخم‌های خود را نگهداری می‌کردند، با دسته تخم‌های مصنوعی مواجه شدند که برخی از آن‌ها به باکتری‌های مارپیچی پوشش داده شده بودند. هشت‌پاها اغلب از تخم‌های مصنوعی مراقبت کردند؛ اما مواردی را که علامت میکروبی «ناسالم» داشتند دور انداختند.

دانشمندان موفق شدند مولکول‌های خاصی را که باعث فعال‌شدن سیستم حسی هشت‌پا می‌شوند شناسایی کنند. این ترکیبات شیمیایی به‌قدری پایدارند که حتی در محیط آبی نیز روی سطوح باقی می‌مانند تا پیام‌رسانی زیستی را به‌درستی منتقل کنند.

پیامدهای زیستی گسترده و مسیرهای آینده پژوهش

اگرچه این کشف بر هشت‌پاها متمرکز است، اما تیم تحقیق معتقد است که سامانه‌های مشابه سیگنال‌دهی میکروبی در روابط بین دیگر حیوانات و میکروبیوم‌ها - حتی در انسان - وجود دارد. نیکلاس بلونو، فیزیولوژیست سلولی دانشگاه هاروارد تأکید می‌کند: «درحالی‌که این نمونه شاید خاص به نظر برسد، پدیده‌ای که شاهد آن هستیم می‌تواند یک اصل جهان‌شمول برای تفسیر و درک موجودات زنده از میکروبیوم خود باشد.»

این پژوهش نقش بنیادین میکروبیوم‌ها را در شکل‌گیری فیزیولوژی و رفتار در گونه‌های متنوع جانوری برجسته می‌کند. پیشرفت درک دانشمندان از ارتباطات میکروبی می‌تواند افق‌های تازه‌ای را در زیست‌شناسی دریایی، علوم اعصاب حسی و حتی پزشکی زیستی باز کند.

جمع‌بندی

با استفاده از توانایی‌های حسی پیشرفته و تعاملات پیچیده با میکروبیوم، هشت‌پاها مهارت شگفت‌انگیزی در ارزیابی محیط و تخم‌های خود دارند. کشف این نکته که نشانه‌های شیمیایی میکروبی - در واقع طعم‌های نامرئی - هدایت‌گر رفتار مادرانه، شکار و تصمیم‌گیری هستند، ابعاد جدیدی را به درک رفتار جانوری افزوده است. این پژوهش نه‌تنها پیچیدگی سیستم حسی سفالوپودها را برجسته می‌کند، بلکه نقش عمیق اکوسیستم میکروبی در سراسر درخت حیات را نیز یادآور می‌شود.