Осьминоги самоуничтожаются после спаривания. Почему?

Оказывается, всё дело в холестерине – и загадочной оптической железе.

Осьминоги обречены оставаться сиротами с первых часов жизни. После того, как самка осьминога откладывает яйца, она перестает есть и начинает калечить себя, сдирая с себя кожу и откусывая кончики щупалец. Но не перестаёт заботиться о кладке: она будет оберегать свою икру до того самого момента, пока из неё не вылупятся детёныши.

При этом самка не просто охраняет будущее потомство и ухаживает за икринками, но и обеспечивает приток свежей воды. В финале этой трогательной истории рождение идёт бок о бок с гибелью матери: после длительной заботы об икре истощённая самка погибает.

Короткая и трагическая жизнь осьминогов издавна озадачивала ученых. В 1944 году исследователи выдвинули гипотезу, что спаривание каким-то образом запускало механизм молекулярного «самоуничтожения» внутри мозговитых моллюсков.

Прошло почти 80 лет, и эта расплывчатая гипотеза, наконец, обретает форму. Исследователи недавно выяснили, что спаривание, по-видимому, изменяет важные биохимические пути, основанные на холестерине. Это воздействует на различные гормоны у самок осьминогов.

Исследователи объясняют, что генетические нарушения, которые увеличивают метаболизм холестерина, могут привести к серьезным проблемам развития и поведения, включая повторяющиеся членовредительства и нарушения питания.

В 1977 году исследователи выяснили, что оптическая железа каким-то образом играет роль в запрограммированной смерти осьминога. Этот орган подобен гипофизу у человека. Он находится между глазами осьминога и связан с половым развитием и старением головоногих. Когда его удаляют из самки осьминога, она начинает лучше питаться, перестает самозабвенно заботиться о кладке и может прожить еще несколько месяцев после откладывания яиц.

В 2018 году ученые воспользовались этими знаниями и секвенировали РНК двух оптических желез двух самок осьминогов на разных стадиях их угасания. Когда осьминог приближался к смерти, исследователи заметили более высокие уровни активности в нескольких генах, которые контролируют половые гормоны, инсулиноподобные гормоны и метаболизм холестерина.

Паук со сверхспособностями: он может оставаться под водой более 30 минут

читать

Теперь, несколько лет спустя, некоторые из тех же исследователей непосредственно проанализировали молекулы, выделяемые этим органом как у спарившихся, так и у неспаренных самок. Похоже, что после спаривания оптическая железа действительно выделяет больше половых гормонов, инсулиноподобных гормонов и предшественников холестерина.

Все эти молекулы могут в конечном итоге внести свой вклад в сигнальные системы, которые вызывают смерть. Или, возможно, летальным исходом заканчивается простое накопление этих молекул в теле осьминога.

«Поразительно, что осьминоги проходят целую прогрессию изменений, когда они, кажется, сходят с ума прямо перед смертью. Может быть, это два процесса, может быть, три или четыре. Теперь у нас есть по крайней мере три явно независимых пути образования стероидных гормонов, которые могут объяснить множественность эффектов, проявляющихся у этих животных», – заключает нейробиолог Клифтон Рэгсдейл из Чикагского университета.