章鱼靠什么吃东西(章鱼的触觉和味觉在哪里)
章鱼靠什么吃东西(章鱼的触觉和味觉在哪里)人们之所以被章鱼和其他头足类吸引,是因为它们与大多数其他动物有很大的不同。它们为了解决环境中的问题而进化出的策略,对它们来说是独一无二的,这也激发了科学家和爱好者们的极大兴趣。科学家表示,人们对海洋化学触觉的行为知之甚少,有了这个受体家族作为模型系统,我们现在可以研究哪些信号对动物来说是重要的,以及它们是如何编码的。这些关于蛋白质进化和信号编码的见解会远远超出了头足类动物的范畴。此外,科学家们还发现,受体的反应以及随后传递给细胞和神经系统的信号具有多样性。科学家们认为这是很重要的,因为它可以促进章鱼感知的复杂性,以及它如何利用其半自主的腕足神经系统处理一系列信号,从而产生复杂的行为。科学家们相信,这项研究可以帮助发现其他头足类动物的类似受体系统,无脊椎动物家族也包括鱿鱼和墨鱼。希望在分子水平上确定这些系统是如何工作的,并回答一些相对未被探索的问题,即这些生物的能力是如何进化出来的,以适应它
几个世纪以来,章鱼这种奇怪的动物一直吸引着人类的想象力,激发了人们对海怪传奇故事的创作和传扬。它们拥有八只吸盘状的腕足,外表十分独特,而且它们在觅食时能够利用这些腕足来触摸和品尝食物,这进一步将它们与其他动物区分开来。
事实上,几十年来,科学家们一直想了解章鱼的这些腕足,或者更确切地说,它们上面的吸盘是如何工作的,这也促使他们进行了一些生物力学实验。但是,很少有人在分子水平上研究这些吸盘上到底发生了什么事。在一项新的研究中,哈佛大学的研究人员对章鱼腕足的神经系统(基本独立于其中央大脑运作)是如何完成那么多复杂的功能,有了初步的了解。
研究中,科学家们在吸盘内部的第一层细胞中发现了一组新型传感器,这些传感器已经适应了反应,能够探测到不能很好溶解在水中的分子。研究表明,这些被称为“化学触觉感受器”的传感器,利用这些分子来帮助章鱼判断它触摸的是什么,以及那个物体是否是猎物。
分子和细胞生物学专家告诉我们:“我们认为,因为这些分子不易溶解,例如,它们可以在章鱼的猎物表面以及接触到的任何东西上被发现。所以,当章鱼碰到石头而不是螃蟹时,它的腕足(吸盘)就会知道,这是石头,而且味道也是石头,并不是螃蟹。”
此外,科学家们还发现,受体的反应以及随后传递给细胞和神经系统的信号具有多样性。
科学家们认为这是很重要的,因为它可以促进章鱼感知的复杂性,以及它如何利用其半自主的腕足神经系统处理一系列信号,从而产生复杂的行为。
科学家们相信,这项研究可以帮助发现其他头足类动物的类似受体系统,无脊椎动物家族也包括鱿鱼和墨鱼。希望在分子水平上确定这些系统是如何工作的,并回答一些相对未被探索的问题,即这些生物的能力是如何进化出来的,以适应它们的环境。
科学家表示,人们对海洋化学触觉的行为知之甚少,有了这个受体家族作为模型系统,我们现在可以研究哪些信号对动物来说是重要的,以及它们是如何编码的。这些关于蛋白质进化和信号编码的见解会远远超出了头足类动物的范畴。
人们之所以被章鱼和其他头足类吸引,是因为它们与大多数其他动物有很大的不同。它们为了解决环境中的问题而进化出的策略,对它们来说是独一无二的,这也激发了科学家和爱好者们的极大兴趣。
研究小组着手研究这些受体是如何感知化学物质,并检测到它们所接触到的东西,就像蜗牛周围的触手一样,从而帮助它们做出选择。
章鱼的腕足既独特又复杂。章鱼大约三分之二的神经元位于它们的腕足之上。由于腕足的运作部分独立于大脑,如果一只腕足被切断了,它仍然可以伸展、识别和抓东西。
研究小组首先要确定吸盘中的哪些细胞真正进行了检测。在分离和克隆触觉受体和化学受体后,他们将其插入蛙卵和人类细胞系中,以研究它们在分离后的功能。在青蛙或人类细胞中没有类似的受体存在,因此这些细胞在研究这些受体时基本上就像封闭的血管一样。
然后,研究人员将这些细胞暴露在分子中,比如章鱼猎物的提取物和其他已知受体会对其产生反应的物质。一些实验对象是水溶性的,比如盐、糖、氨基酸;其他的不能很好地溶解,通常被水生动物认为不感兴趣。但令人惊讶的是,只有可溶性差的分子激活了受体。
随后,研究人员回到他们实验室的章鱼身上,看看它们是否也对这些分子做出了反应,将同样的提取物放在了它们的水箱的地板上。他们发现章鱼的受体对气味的唯一反应是一种不溶解的天然化学物质,即萜类分子。
实验发现,章鱼只对注入分子的地板部分有高度的反应。这使得研究人员相信,他们鉴定出的受体能够识别这些分子,并帮助章鱼分辨出它所接触的东西。有了半自主神经系统,章鱼可以很快做出这样的决定:“我是应该收缩并抓住这只螃蟹,还是继续搜索?”
虽然,这项研究为章鱼通过“化学触觉感受器”的这种水上触觉、味觉感觉提供了分子解释,但研究人员建议,鉴于大量未知的天然化合物也能刺激这些受体介导复杂的行为,还需要开展进一步的研究。
科学家下一步将继续寻找这些动物可能检测到的其他天然分子。
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