Умные, активные и очень реактивные

На сегодняшний день ученым известно около 800 видов головоногих моллюсков. Они очень разнообразны, например, их размеры колеблются от 1,8-2 см. (некоторые виды каракатиц рода Idiosepius) до 18 м. (гигантские кальмары родов Architeuthis и Mesonychoteuthis).

Об этом нам рассказал ассистент кафедры зоологии и общей биологии ИФМиБ КФУ Алексей Голиков, недавно вернувшийся с  важного научного форума - Международного симпозиума по изучению головоногих моллюсков (Cephalopod International Advisory Council, CIAC-2015), прошедшего в Хакодатэ (о. Хоккайдо, Япония). В его рамках состоялось несколько профессиональных семинаров, в одном из них - «Biogeography and Phylogeny Workshop» - и принял участие Алексей Голиков.

Слева направо: Ричард Янг (Университет Гонолулу,США), Алексей Голиков, Клайд Ропер и Майкл Векхион (оба - Национальный музей естественной истории, Вашингтон, США).

Сам он занят в совместных исследованиях, которые проводят ученые кафедры зоологии и общей биологии ИФМиБ КФУ, а также их коллеги из Атлантического НИИ рыбного хозяйства и океанографии (Калининград), Полярного НИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (Мурманск), Всероссийского НИИ рыбного хозяйства и океанографии (Москва), а также Норвежского (Тромсе) и Немецкого (Киль) институтов морских исследований.

Исследования головоногих моллюсков, проводимые сотрудниками кафедры зоологии и общей биологии ИФМиБ, охватывают широкий спектр вопросов их биологии и распространения в Баренцевом море и прилегающих водах Арктики. Эта непростая научная работа уже принесла результаты: получены новые обширные данные об изменении ареалов (областей распространения) головоногих моллюсков. Оно свидетельствует о повышении среднего многолетнего значения температуры арктических вод, возникшем в процессе глобального потепления климата Земли (головоногие моллюски рассказывают о глобальном потеплении точнее, чем их сородич - знаменитый осьминог Пауль - предсказывал результаты футбольных матчей). Кроме того, были получены точные данные о запасах головоногих моллюсков в Баренцевом море и перспективах их освоения.

Участники симпозиума «косплеят» объект своих научных интересов.

Проводимые учеными alma mater исследования носят преимущественно фундаментальный характер. Но их результаты возможно применять на практике уже сейчас, например, для мониторинга состояния арктических экосистем, которые, кстати, очень уязвимы. В не столь отдаленной перспективе накопленный биологами КФУ опыт будет полезен в освоении биологических ресурсов арктического шельфа.

Подтверждением важности исследований, проводимых казанскими учеными, стал тот факт, что их результаты были высоко оценены участниками симпозиума. В одном из бюллетеней CIAC Алексей Голиков и аспирант кафедры зоологии и общей биологии Арсений Моров (на фото слева) были представлены как перспективные молодые ученые мирового уровня. Кроме того, сейчас Арсений Моров проходит научную стажировку в Хирошимском университете (Япония) по гранту «Monbukagakusho: MEXT, Japanese Government Scholarship Program for International Student». А Алексей Голиков по итогам работы японского симпозиума CIAC-2015 избран в состав молодежной группы Правления CIAC.

По итогам симпозиума будет опубликован ряд статей, вышедших из-под пера международного коллектива авторов – участников этого научного форума.

В завершение следует уделить внимание объектам исследований наших ученых, тем более, что объекты эти весьма интересны. Современные головоногие моллюски (лат. Cephalopoda, от др.-греч. ϰεφαλή - «голова» и πούς «нога») подразделяются на 2 подкласса: наутилиды (лат. Nautiloidea) и колеоидеи (лат. Coleoidea).

Это высокоразвитые животные, освоившие весь мировой океан (за исключением прибрежных вод с пониженной соленостью), главные конкуренты костистых рыб. Они прекрасно приспособлены к водному образу жизни в морской стихии и отличаются сложным поведением, за что их часто называют «приматами моря». Все головоногие моллюски - подвижные хищники, нападающие на ракообразных и рыб, которых они схватывают щупальцами, а затем убивают мощными челюстями-клювами и ядом слюнных желез.

Эти удивительные животные – объект активных исследований нейрофизиологов, зоопсихологов, биохимиков и т.д. Такой интерес вызван, в частности, сложной организацией головоногих моллюсков. Они, например, способны к обучению, а лабораторные исследования показали, что головоногие могут пользоваться орудиями труда, и учиться на своем опыте. Эти способности до сих пор были известны только у человекообразных обезьян.

Еще одно необычное свойство головоногих - способность к почти мгновенной смене окраски. Это обусловлено наличием в соединительнотканном слое их кожи многочисленных пигментных клеток - хроматофоров. Механизм смены окраски – довольно сложный процесс,  контролирующийся нервной системой, получающей информацию по зрительным нервам. Кроме того, моллюски определяют состояние морского дна, ощупывая его своими щупальцами - эта информация также важна при выборе маскировки.

Кстати, зрительная система головоногих моллюсков уникальна. Их глаза, состоящие из 70 млн. зрительных клеток, превосходят по остроте зрения глаза человека. При этом большинство из них абсолютно не различают цвета (!), что делает их способность к маскировке особенно удивительной. В то же время, глаза головоногих могут приспосабливаться к разным расстояниям, изменяя фокус. Кроме того, головоногие - единственные из беспозвоночных, у которых развилась хорошая зрительная память, причем, эти существа используют ее лучше, чем любое позвоночное животное. А размер глаз у них просто рекордный. Каждый глаз каракатицы (лат. Sepiida, на фото слева) всего лишь в 12 раз меньше длины ее тела, а у гигантского кальмара глаза величиной с небольшое колесо - 40 см. в диаметре.

Уникален и способ передвижения головоногих моллюсков, использующих реактивную тягу. Напомним, что этот тип движения возникает при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части. Так вот, КПД реактивного движения головоногих моллюсков часто превосходит реактивные двигатели. Процесс реактивного движения «живых ракет» очень своеобразен. Например, каракатица забирает воду в жаберную полость через боковую щель и особую воронку впереди тела, через которую затем энергично выбрасывает струю воды. При этом каракатица может направлять трубку воронки в стороны или назад, тем самым совершая различные маневры.

Кальмары (лат. Teuthida) также передвигаются по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду и с огромной силой проталкивая ее через особую «воронку». При этом все 10 щупалец кальмара собираются в узел над головой, отчего он приобретает обтекаемую форму. Кальмары – рекордсмены скорости среди головоногих моллюсков – они могут развивать до 70 км/ч. Иногда в охотничьем азарте они разгоняются так, что выскакивают из воды, поднимаясь на высоту более 5 м. и пролетая в воздухе более 50 м. Могут летать и увлеченные погоней за добычей осьминоги (лат. Octōpoda от др.-греч. ὀϰτώ - «восемь» и πούς - «нога»).

Наконец, головоногие моллюски - ценнейшие промысловые объекты, источник высококачественного пищевого сырья и биологически активных веществ. Поэтому мировой улов головоногих моллюсков достигает более 4,3 млн. т. в год (по статистике ФАО при ООН). Самые распространенные промысловые виды: кальмары, каракатицы и осьминоги. Их мясо обладает высокой пищевой ценностью, а сами они отличаются огромной численностью и биомассой. Промысел облегчается тем, что они образуют плотные скопления во время нагула (питания) и нереста (период размножения).