Губаны способны "видеть" кожей даже после смерти

Морские биологи из Университета Северной Каролины в Уилмингтоне обнаружили, что рыбы длинноперые губаны могут не только менять цвет кожи, как хамелеоны, но и видеть кожей. Исследователи идентифицировали у рыб специальные светочувствительные клетки опсины, которые находятся прямо под слоем клеток, меняющих цвет кожи.

По выводам экспертов, это механизм дополнительного «зрения», который позволяет губанам наблюдать за собой со стороны и подстраивать свой цвет под окружающую среду. Что-то вроде того, как мы смотрим в зеркало, чтобы убедиться, что нормально оделись. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Метаморфозы после смерти

Удивительное открытие о способностях длинноперых губанов сделала биолог Лори Швейкерт на рыбалке во Флорида-Кис. Она поймала в районе рифов эту рыбу и бросила ее на палубу, но когда собралась пойти положить губана в холодильник, то обнаружила, что рыба поменяла цвет и рисунок, став точь-в-точь как палуба, на которой лежала. Длинноперые губаны известны своей способностью к маскировке, их называют морскими хамелеонами Атлантики. Однако, Швейкерт была поражена тем, что рыба продолжала менять цвет, когда уже была мертва. Это могло означать, что губан мог улавливать свет, не используя глаза и мозг. Но тогда как?

Вместе с другими коллегами биолог начала изучать феномен длинноперых губанов. Исследователи предположили, что это «кожное зрение». Сначала они выяснили, что у этих рыб есть ген светочувствительного белка опсина, который активируется в их коже. (Опсины, кстати, есть и в сетчатке глаз человека. — Прим. авт.) У другие животных, умеющих менять цвет, например гекконов и осьминогов, тоже есть этот ген, но как они его используют, оставалось не ясно.

Встроенный «полароид»

В новом исследовании с помощью биохимического метода иммуномаркировки и просвечивающего электронного микроскопа авторы сумели точно определить, где именно опсины находятся в коже длинноперых губанов. Оказалось, что они не вырабатываются в хроматофорных клетках, отвечающих за смену цвета кожи, а содержатся в неизвестном ранее типе клеток, расположенных прямо под хроматофорами.

То есть свет, попадая на кожу, преодолевает слой клеток с пигментом, а затем попадает в светочувствительный слой, заполненный опсинами. Такой механизм, по словам ученых, похож на «внутреннюю полароидную пленку» — он фиксирует световые изменения, которые рыбы фильтруют через свою кожу.

 

«Эти животные могут буквально сфотографировать свою кожу изнутри. В некотором смысле они могут рассказать животному, как выглядит его кожа, поскольку на самом деле оно не может наклониться, чтобы посмотреть».

СОНКЕ ДЖОНСЕН, профессор биологии в Университете Дьюка

 

Зачем губанам менять цвет

Биологи считают, что, скорее всего, это механизм обратной сенсорной связи. Люди могут следить за своим внешним видом, используя зеркало, повернув шею или как-то иначе изогнувшись. Но в случае губанов это не самолюбование и не опрятность, а возможность «настраивать» кожу в зависимости от среды, чтобы прятаться от хищников, запугать соперников, привлекать противоположный пол и делать многое другое, что важно для выживания.

Авторы отмечают, что кожное зрение все-таки не то же самое, что «глазное», так как глаз выполняет больше работы, получая информацию и обрабатывая изображения вместе с мозгом.

Открытие может пригодится в разработках методов сенсорной обратной связи, которую до сих пор пытаются разгадать. Ее можно использовать, например, у роботов, управляемых конечностей, беспилотных автомобилей и других устройств, чтобы они могли полагаться на что-то еще, кроме данных с камер.

Источник: nature.com