Осьминог — создание с тонкой душевной организацией. Из его 500 миллионов нейронов большая часть сосредоточена в щупальцах, которые исследуют морское дно, будто восемь мускулистых языков. Он ориентируется в глубинах с помощью системы «осязания через вкус» — настолько чувствительной, что одна присоска содержит около 10 000 сенсорных клеток.

Новое исследование биологов из Гарварда раскрыло часть того, что ощущает осьминог — биохимическую информацию из мира микробов. Проводя щупальцами по поверхностям, он «пробует» химические вещества, которые выделяют бактерии, и решает: можно ли есть добычу или стоит выбросить испорченные яйца из гнезда.

Под водой всё покрыто микробами, — говорит Ребекка Сепела, ведущий автор исследования. — Эти сообщества бактерий постоянно меняются в ответ на условия среды и выделяют разные вещества. Осьминог чувствует химические сигналы, например, от микробов на панцире краба или яйцах, и понимает, что перед ним.

Сенсорная система осьминогов давно интересует ученых. В 2020 году лаборатория профессора Николаса Беллоно открыла «хемотактильные рецепторы», которые позволяют осьминогам „пробовать“ предметы на ощупь. В 2023 году выяснилось, что эти рецепторы эволюционировали из ацетилхолиновых рецепторов предков, но у осьминогов это произошло иначе, чем у кальмаров.

Хемотактильные рецепторы — белки на поверхности клеток, которые реагируют на химические вещества и передают сигнал нервной системе. У осьминогов они находятся в присосках.

Новое исследование, опубликованное в журнале Cell, показало, как именно осьминоги различают объекты. Они ищут пищу, ощупывая дно щупальцами и находя добычу даже в полной темноте. Но как они понимают, что перед ними — краб или просто камень?

Ученые решили дать осьминогам самим показать, что для них важно. В лаборатории содержали калифорнийских двупятнистых осьминогов — и те не раз сбегали из аквариумов, отодвигая крышки.

Эксперименты выявили два объекта, вызывающих сильную реакцию: панцири крабов-скрипачей (любимая еда) и яйца осьминогов.

Мы смотрели на мир их глазами, — говорит Сепела. — Так мы нашли молекулы, которые действительно имеют для них значение.

Осьминоги охотно ели живых крабов, но отказывались от разлагающихся. Самки тщательно чистили яйца, но выбрасывали мертвые или неоплодотворенные.

Под микроскопом стало ясно: на панцирях живых крабов микробов почти нет, а на гниющих — целые колонии. То же с яйцами — отбракованные были покрыты спиралевидными бактериями.

Ученые выделили почти 300 штаммов морских бактерий и проверили, как их выделения влияют на рецепторы осьминогов. Оказалось, определенные молекулы активируют определенные рецепторы. Например, вещество с «плохих» яиц заставило самку выбросить искусственное яйцо из гнезда.

Это исследование — шаг к пониманию, как животные «читают» микробный мир вокруг себя. Практическое применение:

• Биомедицина — можно создать сенсоры, распознающие опасные бактерии по их выделениям.
• Аквакультура — контроль качества воды и корма через мониторинг микробных сообществ.
• Робототехника — разработка «умных» щупалец для подводных аппаратов, анализирующих среду.

Отметим, что исследование проводилось в лаборатории, где осьминоги лишены естественных условий: давления, течений, сложного рельефа дна. Их реакции могли быть искажены стрессом. Также неясно, насколько универсальны эти механизмы для других видов осьминогов.

Ранее ученые заявили, что в щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге.