A tintahalak az álcázás mesterei: ezredmásodpercek alatt képesek drasztikusan megváltoztatni bőrük mintázatát, hogy elvegyüljenek a környezetükben, és ezt a teljesítményt még rejtélyesebbé teszi, hogy látószervükkel gyakorlatilag nem képesek a színek megkülönböztetésére.
A legújabb kutatási eredmények és eszközök segítségével azonban a szakértők fokozatosan egyre közelebb jutnak ahhoz, hogy megértsék, hogyan valósítják meg a tintahalak az állatvilág egyik leglenyűgözőbb álcázási műveletét. A kutatók alaposan megvizsgálták az állatok bőrsejtjeit, olyan eszközöket fejlesztettek ki, amelyekkel nyomon követhető az agyi aktivitásuk, és a bőrüket olyan szempontból is tanulmányozták, hogy kideríthető-e ez alapján, álmodnak-e a tintahalak. Néhány nappal ezelőtt több kutatócsoport is bemutatta eredményeit az Amerikai Idegtudományi Társaság 2023-as washingtoni konferenciáján.
A tintahalak rendelkeznek az egyik legnagyobb aggyal a gerinctelenek között, ezért a szakértők remélik, hogy ez a kutatás betekintést nyújt abba, hogyan alakulhat ki egy ilyen összetett viselkedés.
„A kaméleonok sebességben és pontosságban még csak meg sem közelítik azt, ahogyan a tintahalak a bőrüket vezérlik”
– mondja Horst Obenhaus, a trondheimi Norvég Tudományos és Műszaki Egyetem neurobiológusa.
Színpompás kijelző
Az idegkutatók régóta érdeklődnek a polipok és a kalmárok furcsa rokonai iránt, akiknek agyi aktivitása többek közt a bőrük mintázatában is tükröződik. Hogy kihasználják ezt a furcsa jelenséget, vagyis hogy a tintahalak a gondolataikat a bőrükön is kifejezik, Gilles Laurent, a frankfurti Max Planck Agykutató Intézet neurológusa és kollégái nagy felbontású videókat készítettek egy állat egyes bőrsejtjeiről működés közben. „Ez lehetővé teszi számunkra, hogy hozzáférjünk az agy egyik kimeneti csatornájához anélkül, hogy el kellene mélyednünk az agyba” – mondja.
És volt is mit rögzíteni a kamerával: a tintahalak bőre több millió kromatofórának nevezett, zsákszerű sejtet hordoz, amelyek különböző színű pigmenteket tartalmaznak.
Amikor a bőrben lévő izmok összehúzódnak, a sejtek alakja megváltozik, és módosul a látszódó pigmentek mennyisége is.
Ezek az izomösszehúzódások együttesen különböző színeket, mintázatokat és textúrákat hoznak létre, lehetővé téve az állat számára, hogy pillanatok alatt teljesen megváltoztassa a megjelenését.
Laurent és kollégái júliusban arról számoltak be, hogy a tintahalak többször is megváltoztatják bőrük színét, mielőtt a környezetükhöz illő színt választanának, még akkor is, ha korábban már jártak az adott helyen. Ez arra utal, hogy nincs meghatározott stratégiájuk a beolvadásra – ehelyett kísérletezéssel próbálják megközelíteni a környezetük árnyalatait.
A tintahalak bőrének tanulmányozása azonban csak sejteti, hogy mi történik az élőlények agyában. Obenhaus szerint a kutatók számára az igazi cél a tintahalak génjeinek manipulálása lesz. Ez azonban a jelek szerint nem egyszerű, mondja Tessa Montague, a Columbia Egyetem molekuláris biológusa. A génszerkesztési technológiák sejtekbe juttatására gyakran alkalmazott vírusok például nem használhatók a tintahalakon, mivel mindössze néhány olyan vírus ismert, amely képes megfertőzni az állatokat és közeli rokonaikat.
Villódzó neuronok és furcsa hullámok
Montague és kollégái azonban közel járnak a sikerhez: sikeresen szerkesztették a Sepia bandensis nevű miniatűr, kifejlett állapotban mindössze hét centiméteres tintahalfaj embrióinak génállományát. Az embriók egyelőre nem sokáig maradnak életben, mondta el Montague a konferencián, de amint a csapat fel tudja nevelni őket felnőttkorukig, azt tervezik, hogy egy fluoreszcens fehérjét kódoló gént ültetnek be az állatok genomjába, így az idegsejtek elsülésükkor világítani fognak. Ilyen módon a kutatók láthatóvá tehetik azokat a specifikus neuronokat és aktivációs mintázatokat, amelyek lehetővé teszik az állatok számára, hogy minden egyes helyváltozáskor megváltoztassák a bőrük kinézetét.
Időközben a szakértők a laborban más eszközöket is kifejlesztettek, amelyek lehetővé teszik az állatok újfajta tanulmányozását, amint a génszerkesztett tintahalak elkészülnek. A fluoreszcens idegsejtekkel rendelkező állatok létrehozása után ki kell dolgozni egy módszert az idegsejtek leképezésére, ami nem könnyű feladat egy olyan állatnál, amelynek nincs merev koponyája, ahová a képalkotó rendszer elemeit fel lehetne helyezni, és amely maró, sós vízben él.
Egy másik eszköz, amelyen Montague és kollégái dolgoznak, egy olyan tartály, amelyet e-tintát használó kijelzők vesznek körül, vagyis ugyanaz a technológia, amelyet az elektronikus könyvolvasókban használnak. A kijelzőkre mintákat lehet programozni, így a csapat szisztematikusan tanulmányozhatja a tintahalak környezetükre adott reakcióit anélkül, hogy az erős fényt kibocsátó kijelzőkkel zavarnák meg őket.
Montague elmondása szerint a tintahalak álcázási módszerének megértése csak a jéghegy csúcsát jelenti a területen. Úgy tűnik, hogy a bőrük színének és mintázatának megváltoztatása arra is fontos módot jelent, hogy az állatok kommunikáljanak egymással. És vannak más olyan jelenségek is ezen a furcsa, biológiai kijelzőn, amelyről egyelőre senki sem tudja, hogy mi lehet a jelentősége. Ilyen például az úgynevezett „hullám”, amely során a különböző színek lassan végigterjednek a tintahal testén.
A kutatók a tintahalak bőrének vizsgálatával az alvás evolúciójának megértéséhez is közelebb juthatnak.
A polipokhoz hasonlóan a tintahalak is átesnek aktív alvási időszakokon, és ilyenkor a bőrük gyorsan váltogatja színeit. Obenhaus azt kutatja, hogy az élőlények alvás közben újraélik-e korábbi társas interakcióikat. Egyes szakértők szerint pontosan ez álmodás lényege, és ez történhet a tintahalakkal is. „Ez egy nagyon izgalmas koncepció” – mondja Montague. Márcsak azért is, mert az alvás közbeni drámai színváltások meghiúsítják az álcázást, így valószínű, hogy valami ennél is fontosabb evolúciós funkciót szolgálhatnak, teszi a szakértő hozzá.
