Осьминоги обречены на сиротство с самого раннего возраста. После того как самка осьминога откладывает яйца, она перестает есть и начинает заниматься самокалечением, срывая кожу и откусывая кончики щупалец.
К тому времени, когда молодой осьминог выкарабкивается из яйца, его мать уже мертва. Через несколько месяцев умирает и его отец.
Короткая и мрачная жизнь осьминога давно привлекает ученых. В 1944 году исследователи выдвинули гипотезу, что спаривание каким-то образом нажимает на молекулярную кнопку самоуничтожения в организме морских животных.
Прошло почти 80 лет, но эта смутная гипотеза наконец-то обрела форму. Недавно исследователи выяснили, что спаривание, похоже, изменяет несколько важнейших биохимических путей, основанных на превращении холестерина в различные гормоны у самок осьминогов.
"Мы знаем, что холестерин важен с точки зрения диеты, а также в различных сигнальных системах организма", – объясняет молекулярный биолог З. Ян Ванг, который проводил исследование в Чикагском университете.
"Он участвует во всем, от гибкости клеточных мембран до выработки гормонов стресса, но для меня было большой неожиданностью увидеть, что он играет роль и в этом процессе жизненного цикла".
Среди людей некоторые предшественники холестерина являются токсичными при высоких уровнях. Поэтому генетические нарушения, повышающие метаболизм холестерина, могут привести к серьезным проблемам в развитии и поведении, включая повторяющиеся самоповреждения и нарушения кормления. Тяжелые случаи могут быть даже опасны для жизни.
Эти симптомы странным образом напоминают самку осьминога в последние дни жизни, что позволяет исследователям предположить, что исследователи, возможно, что-то замышляют.
На это ушли годы, и во многом это связано с маленьким и недооцененным органом, который есть у осьминогов и кальмаров.
В 1977 году исследователи выяснили, что зрительная железа каким-то образом играет роль в запрограммированной смерти осьминога.
Этот орган похож на гипофиз у людей. Он расположен между глазами осьминога и связан с половым развитием и старением головоногих моллюсков. Когда он удаляется у самки осьминога, существо живет несколько месяцев после откладывания яиц.
В 2018 году ученые воспользовались этими знаниями и секвенировали РНК двух зрительных желез от двух самок осьминогов, находящихся на разных стадиях угасания.
Когда осьминог приближался к смерти, авторы заметили более высокий уровень активности нескольких генов, контролирующих половые гормоны, инсулиноподобные гормоны и метаболизм холестерина.
Теперь, несколько лет спустя, те же исследователи непосредственно проанализировали молекулы, выделяемые этим органом у спаривающихся и не спаривающихся самок.
Оказалось, что после спаривания зрительная железа действительно выделяет больше половых гормонов, инсулиноподобных гормонов и предшественников холестерина.
Все эти три молекулы могут в конечном итоге способствовать сигнальным системам, которые вызывают смерть. Или, возможно, просто накопление этих молекул в организме осьминога приводит к летальному исходу, как это происходит у людей.
Если зрительная железа ранее была связана с производством половых гормонов у головоногих моллюсков, то два других пути "самоуничтожения" были выявлены лишь недавно.
В будущем Ванг и ее коллеги надеются заглянуть дальше "вниз по течению", чтобы узнать, какие еще молекулы участвуют в этой странной по времени смерти.
"Поразительно то, что [осьминоги] проходят через такую прогрессию изменений, когда они, кажется, сходят с ума прямо перед смертью", – говорит нейробиолог Клифтон Рэгсдейл из Чикагского университета.
"Может быть, это два процесса, может быть, три или четыре. Теперь у нас есть по крайней мере три, по-видимому, независимых пути к стероидным гормонам, которые могут объяснить множественность эффектов, которые демонстрируют эти животные".
Ванг говорит, что она особенно взволнована тем, что два из выявленных ее командой путей известны из других исследований на грызунах.
"Теперь наше исследование показывает, что эти пути, вероятно, присутствуют и у осьминогов", – говорит Ванг.
"Было действительно интересно увидеть сходство между такими разными животными".
Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.
Comments are closed.