Calmarii sunt maeștri ai camuflajului: în câteva milisecunde pot schimba drastic modelul pielii pentru a se amesteca cu mediul înconjurător, o performanță cu atât mai misterioasă cu cât sistemul lor vizual este practic incapabil să distingă culorile.
Cu ajutorul cercetărilor și instrumentelor recente, experții se apropie treptat de înțelegerea modului în care calmarul realizează una dintre cele mai impresionante operațiuni de camuflaj din regnul animal. Cercetătorii au studiat în detaliu celulele pielii animalelor, au dezvoltat instrumente pentru a le monitoriza activitatea cerebrală și le-au studiat pielea pentru a vedea dacă aceasta poate indica dacă calmarul visează. În urmă cu câteva zile, mai multe echipe de cercetători și-au prezentat descoperirile în cadrul conferinței American Neuroscience Association 2023 din Washington, DC.
Calmarul are unul dintre cele mai mari creiere dintre nevertebrate, așa că experții speră că această cercetare va oferi informații despre cum poate evolua un comportament atât de complex.
"Cameleonii nici măcar nu se apropie de viteza și precizia cu care calmarul își controlează pielea".
- spune Horst Obenhaus, neurobiolog la Universitatea Norvegiană de Știință și Tehnologie din Trondheim.
Afișaj colorat
Neurologii sunt interesați de mult timp de ciudatele rude ale caracatițelor, a căror activitate cerebrală se reflectă, printre altele, în modelele pielii lor. Pentru a exploata acest fenomen curios - faptul că calamarii își exprimă gândurile prin piele - Gilles Laurent, un neuroștiințific de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Creierului din Frankfurt, și colegii săi au realizat videoclipuri de înaltă rezoluție ale celulelor individuale ale pielii unui animal în acțiune. "Acest lucru ne permite să accesăm unul dintre canalele de ieșire ale creierului fără a fi nevoie să pătrundem adânc în creier", spune el.
Și mai era ceva de înregistrat cu camera: pielea calmarului conține milioane de celule asemănătoare unor saci numite cromatofori, care conțin pigmenți de diferite culori.
Atunci când mușchii din piele se contractă, celulele își schimbă forma și cantitatea de pigment pe care o prezintă se modifică.
Aceste contracții musculare se combină pentru a crea culori, modele și texturi diferite, permițând animalului să-și schimbe complet aspectul în câteva clipe.
Laurent și colegii săi au raportat în iulie că calamarii își schimbă culoarea pielii de mai multe ori înainte de a alege o culoare care să se potrivească cu mediul în care trăiesc, chiar dacă au mai fost în același loc. Acest lucru sugerează că aceștia nu au o strategie prestabilită pentru a se contopi - în schimb, ei experimentează pentru a se apropia de nuanțele mediului lor.
Cu toate acestea, studierea pielii calmarilor nu face decât să ne dea o idee despre ceea ce se întâmplă în creierul lor. Obenhaus spune că adevăratul obiectiv al cercetătorilor va fi să manipuleze genele calmarului. Dar acest lucru nu pare să fie ușor, spune Tessa Montague, biolog molecular la Universitatea Columbia. De exemplu, virușii folosiți în mod obișnuit pentru a introduce în celule tehnologii de editare a genelor nu sunt utili pe calmar, deoarece se știe că doar câțiva viruși infectează aceste animale și rudele lor apropiate.
Neuroni pâlpâitori și unde ciudate
Dar Montague și colegii săi sunt aproape de succes: au reușit să editeze cu succes genomul embrionilor unei specii de calmar miniatural numit Sepia bandensis , care are doar șapte centimetri lungime atunci când este complet dezvoltat. Embrionii nu vor supraviețui mult timp, a declarat Montague la conferință, dar odată ce echipa îi va putea crește până la vârsta adultă, intenționează să insereze o genă care codifică o proteină fluorescentă în genomul animalelor, astfel încât celulele nervoase să se lumineze atunci când eclozează. În acest fel, cercetătorii pot vizualiza neuronii specifici și modelele de activare care permit animalelor să își schimbe aspectul pielii la fiecare schimbare de locație.
Între timp, experții din laborator au dezvoltat alte instrumente care vor permite un nou mod de a studia animalele, odată ce calmarul modificat genetic va fi gata. Odată ce animalele cu celule nervoase fluorescente vor fi create, va trebui să se conceapă o metodă de imagistică a celulelor nervoase, ceea ce nu este o sarcină ușoară pentru un animal care nu are un craniu rigid pentru a monta sistemul de înregistrare și care trăiește în apă corozivă și sărată.
Un alt dispozitiv la care Montague și colegii săi lucrează este un acvariu înconjurat de ecrane care utilizează e-ink, aceeași tehnologie folosită la cititoare de cărți electronice. Modelele pot fi programate în ecrane, astfel încât echipa să poată studia sistematic răspunsurile calmarului la mediul înconjurător fără a le distrage atenția cu ecrane care emit lumină puternică.
Montague spune că înțelegerea modului în care se camuflează calmarii este doar vârful icebergului în domeniu. Se pare că schimbarea culorii și a modelului pielii lor este o modalitate importantă prin care animalele comunică între ele. Mai există și alte fenomene în acest ciudat afișaj biologic cărora nimeni nu le cunoaște încă semnificația. De exemplu, așa-numita "undă", în care diferite culori se răspândesc încet pe corpul calmarului.
Prin studierea pielii calmarului, cercetătorii ar putea fi mai aproape de înțelegerea evoluției somnului.
La fel ca și caracatițele, calmarii trec prin perioade de somn activ, când pielea lor își schimbă rapid culoarea. Obenhaus investighează dacă organismele retrăiesc interacțiunile sociale anterioare în timp ce dorm. Unii experți cred că aceasta este însăși esența somnului și s-ar putea să se întâmple și la calmar. "Este un concept foarte interesant", spune Montague. Fie și numai pentru că schimbările dramatice de culoare din timpul somnului zădărnicesc camuflarea, așa că este probabil ca acestea să servească unei funcții evolutive și mai importante, adaugă el.
