Светящиеся осьминоги Bolitaeninae

На фото — самка осьминога Bolitaena pygmaea со светящимся кольцевым фотофором.

Биолюминесценция, то есть способность излучать свет, довольно часто встречается у головоногих моллюсков (цефалопод). Однако в разных группах цефалопод она развита не одинаково: если среди кальмаров способность светиться распространена очень широко, то у осьминогов это большая редкость. Абсолютное большинство осьминогов, в том числе все мелководные формы (самые массовые и хорошо изученные), светиться не умеют. На сегодняшний день биолюминесценция обнаружена лишь у двух групп осьминогов, живущих в полной темноте на больших глубинах. Причем светиться эти осьминоги научились независимо от других головоногих моллюсков и даже независимо друг от друга.

Ярче всех среди осьминогов светятся представительницы подсемейства Bolitaeninae. Именно представительницы — потому что излучать свет могут только самки, самцы этого не умеют. Болитенины — маленькие глубоководные осьминоги, длиной до 12 см, живущие на глубине от полутора до четырех километров. У них овальное тело и короткие щупальца. Раньше в состав этого подсемейства включали три рода и три вида (Japetella diaphana, Bolitaena microcotyla и Eledonella pygmaea), но теперь их объединили в два вида — Japetella diaphana и Bolitaena pygmaea. У самок этих осьминогов во время полового созревания вокруг рта формируется очень крупный орган свечения (фотофор), испускающий яркий свет. В воде это свечение выглядит синевато-зеленым, в воздушной среде — желтым. Светиться умеют только половозрелые самки (у самцов фотофор не формируется). Биолог К. Н. Несис, изучавший головоногих моллюсков, называл светящийся кольцевой фотофор болитенин «светящейся губной помадой».

Эта «губная помада» нужна самкам осьминогов для привлечения самцов. После спаривания и оплодотворения яиц свет фотофора затухает. Так как Bolitaeninae живут в толще воды, далеко и от дна и от поверхности, самки этих осьминогов не откладывают яйца, а носят их с собой до вылупления потомства. В это время свечение им уже не нужно, тем более что оно могло бы сделать их слишком заметными для хищников.

Осьминог Bolitaena pygmaea (слева) и его светящийся кольцевой фотофор (справа). Фото © Richard E. Young и © Michael Vecchione с сайта tolweb.org

У кальмаров, у которых биолюминесценция распространена очень широко, фотофоры представляют собой отдельные сложно устроенные органы, конструкция которых несколько напоминает устройство глаз. Они рассеяны на поверхности мантии, на щупальцах, на плавниках, встречаются даже на внутренней поверхности мантии и на чернильном мешке, но это всегда отдельные органы, формирующиеся исключительно для свечения. А у осьминогов фотофоры возникают из перерождающейся мышечной ткани! В процессе полового созревания у самок болитенин мышцы вокруг рта, первоначально работавшие именно как мускулатура, превращаются в фотофор, строение которого не похоже на строение фотофоров кальмаров.

Кроме Bolitaeninae среди осьминогов светиться умеют представители вида Stauroteuthis syrtensis. Это глубоководные осьминоги, относящиеся к подотряду Cirrina (или Cirrata). На щупальцах у них расположены парные усики-цирры, а сами щупальца соединены тонкой растяжимой мембраной. Иногда их путают с их дальним родственником Vampyroteuthis infernalis, у которого тоже есть цирры и мембрана между щупальцами. Однако, в отличие от мирного адского вампира, питающегося органическим детритом, Stauroteuthis — хищник, он питается глубоководными планктонными рачками, и свет ему нужен для привлечения добычи.

Осьминог Stauroteuthis syrtensis. Фото с сайтов ocean.si.edu (слева) и boreasmusic.bandcamp.com

Светиться умеют и самцы, и самки ставротеутисов, но у них, как и у болитенид, фотофоры возникают из мышечной ткани. Только расположена эта ткань не у рта, а в присосках. Каждая присоска у этих моллюсков, по-видимому, еще на ранних стадиях онтогенеза превращается в маленький фотофор, испускающий яркий синевато-зеленый свет. При этом присасываться к чему-либо такие присоски-фонарики не способны.

Светящиеся присоски Stauroteuthis syrtensis. Также видны усики-цирры, которым цирратные осьминоги обязаны своим названием. Фото с сайта flickr.com

Превращение присосок в фотофоры — интересный пример преобразования органа, ставшего ненужным (для ловли мелких рачков присоски не нужны), в новый и полезный. Не исключено, что ближайшие родственники ставротеутиса, такие как Cirroteuthis и Cirrothauma, тоже способны к люминисценции.Хотя их свечения пока никто не наблюдал, тот факт, что строение присосок у них точно такое же, как у ставротеутиса, может говорить о том, что эти присоски тоже функционируют как фотофоры.

Биолюминесценция у осьминогов, как и у других головоногих, происходит за счет окисления люциферина кислородом в присутствии фермента люциферазы. Однако до сих пор люциферин осьминогов не изучен, и неизвестно, сами ли осьминоги его производят или им в этом помогают симбиотические бактерии (у кальмаров встречаются оба варианта). Чтобы «включить» фотофор, моллюск усиливает приток к нему крови, несущей кислород. Видимо, из-за того, что кислорода на глубине мало и его приходится экономить, присоски Stauroteuthis syrtensis светятся, как правило, не очень долго и не всегда включаются одновременно. Свечение у поднятых на поверхность и уже мертвых (но еще относительно свежих) осьминогов можно спровоцировать при помощи перекиси водорода: она выделяет кислород, который идет на окисление люциферина и заставляет фотофоры светиться даже без притока насыщенной кислородом крови.

В интернете по запросу «bioluminescent octopus» или «биолюминесценция у осьминогов» можно увидеть фотографию крупного, явно мелководного осьминога, присоски которого будто бы светятся синим светом. Это Amphioctopus marginatus, прозванный «кокосовым осьминогом» за его любовь к скорлупе кокосовых орехов. Этот осьминог использует двустворчатые раковины, а по возможности и половинки скорлупы кокосов для того, чтобы прятаться от хищников и незаметно подкрадываться к добыче. Свою броню он способен таскать на себе, удерживая присосками и перемещаясь при этом по дну на двух щупальцах (его «двуногому» передвижению даже была посвящена статья в журнале Science). Прячущийся в раковинах и в скорлупе орехов забавный осьминог — герой многочисленных видео:

А вот светиться он не умеет. Эффект свечения, заметный на некоторых фотографиях, связан с тем, что у этого осьминога очень яркие белые присоски, которые хорошо отражают свет вспышек и ламп, использующихся для подводной фотосъемки. Так что на фотографиях Amphioctopus marginatus мы видим лишь отражение искусственного света, а вовсе не собственное свечение осьминога.

Эту красивую фотографию осьминога Amphioctopus marginatus в интернете часто размещают в публикациях, посвященных биолюминесценции, хотя на самом деле его присоски лишь отражают свет, самостоятельного свечения у этих осьминогов нет. Фото © Ginger Rafferty с сайта pinterest.com