Осьминоги: три сердца, синяя кровь и другие удивительные особенности

Кровеносная система осьминога устроена необычно.

Именно поэтому кровь у этого животного синяя, а сама система кровообращения хорошо приспособлена к жизни в холодной морской воде.

Как работают три сердца

Каждое сердце выполняет свою задачу. Два жаберных сердца прокачивают кровь через жабры, где она насыщается кислородом. Затем системное сердце принимает эту кровь и распределяет её по всему организму — к мышцам, внутренним органам и рукам.

Такая схема помогает поддерживать достаточно высокое давление в кровеносной системе и эффективно снабжать ткани кислородом. Это особенно важно для активного животного с длинными подвижными руками, которому требуется постоянный приток кислорода даже при сложных движениях.

Почему кровь осьминога синяя

Синий цвет крови связан с гемоцианином — белком, который содержит медь. Именно он переносит кислород по организму. Когда гемоцианин связывает кислород, кровь становится ярко-синей, а после того как отдаёт его тканям, постепенно теряет цвет и становится почти бесцветной.

Гемоцианин особенно хорошо работает в холодной воде с низким содержанием кислорода. Поэтому такая система помогла осьминогам приспособиться к жизни в разных морских условиях — от прибрежных вод до больших глубин. Однако у неё есть и недостаток: при повышении кислотности морской воды гемоцианин хуже переносит кислород, поэтому изменение климата и закисление океана могут стать серьёзной проблемой для многих головоногих моллюсков.

Почему при плавании осьминог быстро устаёт

Во время реактивного движения он резко выбрасывает воду через мантию и быстро уносится вперёд. В этот момент работа системного сердца на короткое время практически прекращается, поэтому ткани получают меньше кислорода и животное быстро утомляется.

Именно поэтому осьминоги предпочитают не плавать без необходимости, а медленно передвигаться по дну с помощью рук. Реактивное движение они используют в основном для спасения от хищников или быстрого изменения позиции.

Осьминог считается одним из самых умных беспозвоночных. Во многом это связано с необычным устройством его нервной системы: значительная часть нейронов находится не в голове, а в руках. Именно поэтому иногда говорят, что у этого головоногого девять мозгов. Но насколько это соответствует действительности?

Как устроена нервная система осьминога

Фраза «у осьминога девять мозгов» стала очень популярной, но это скорее образное выражение.

По разным оценкам, около 60–66% всех нейронов находится в руках. Остальные сосредоточены в центральном мозге и особенно в зрительных долях, которые обрабатывают информацию от глаз.

Каждая рука способна самостоятельно анализировать прикосновения, управлять присосками, оценивать форму и поверхность предметов и регулировать силу захвата. Центральный мозг задаёт общую цель, а локальные нервные сети помогают выполнить конкретное действие.

На что способен осьминог

Необычное устройство нервной системы отражается и на поведении. Эти головоногие способны откручивать крышки банок, находить выход из сложных лабиринтов и использовать окружающие предметы в качестве укрытия.

Исследование Роланда Андерсона и коллег (2010) показало, что гигантские тихоокеанские осьминоги различают отдельных людей. В эксперименте они по-разному реагировали на двух сотрудников: один регулярно кормил животных, другой лишь осторожно прикасался к ним специальной палочкой. Со временем животные начали узнавать каждого человека по внешнему виду и демонстрировали разные модели поведения.

Такие способности говорят о высоком уровне обучения и памяти, хотя интеллект осьминогов устроен совсем иначе, чем у позвоночных животных.

Способность менять окраску — одна из самых впечатляющих особенностей осьминога. За доли секунды он может стать почти незаметным на фоне камней, кораллов или водорослей. Такой камуфляж помогает охотиться, скрываться от хищников и общаться с сородичами.

Как работает маскировка

Кожа осьминога меняет цвет благодаря хроматофорам — особым клеткам с пигментом. Когда окружающие их мышцы растягиваются, пигмент становится заметен. Когда мышцы расслабляются, клетка сжимается, и окраска исчезает.

Кроме окраски, животное может изменять и рельеф кожи, делая её похожей на камень, коралл или водоросли.

Исследования, опубликованные в журнале PLOS ONE, показали, что осьминог не пытается повторить весь окружающий фон. Вместо этого он ориентируется на ближайший заметный объект — например, камень или участок коралла — и копирует именно его. Такой способ требует меньше обработки информации и при этом помогает эффективно скрываться от хищников.

Как осьминог меняет цвет, если почти не различает цвета

Большинство осьминогов имеет только один тип зрительного пигмента, поэтому классического цветового зрения у них нет. Тем не менее их камуфляж настолько точен, что долгое время оставался загадкой.

Учёные рассматривают несколько объяснений. Одно из них связано со светочувствительностью кожи. Эксперименты показали, что её клетки способны самостоятельно реагировать на освещение, однако речь идёт не о полноценном «зрении кожей»: кожа воспринимает яркость света, но не формирует изображение. Существует и другая гипотеза — необычная форма зрачка может помогать определять цвет по особенностям фокусировки света. Пока ни одна из этих гипотез не получила окончательного подтверждения, и исследования продолжаются.

Как осьминоги общаются друг с другом

Большинство осьминогов ведёт одиночный образ жизни и встречается с сородичами в основном во время размножения или при защите своей территории. В такие моменты изменение окраски помогает им общаться.

Например, яркие контрастные узоры могут предупреждать соперника о готовности защищать свою территорию, а изменение цвета во время брачных ритуалов помогает привлечь партнёра. Такие сигналы обычно сопровождаются определёнными позами тела и движениями рук, поэтому другие осьминоги могут «считывать» намерения друг друга.

У осьминогов нет прочного панциря или острых зубов, поэтому для защиты они используют сразу несколько способов: могут обездвижить добычу ядом, скрыться в облаке чернил и даже пожертвовать рукой, чтобы спастись от хищника.

Как осьминог защищается

Все осьминоги имеют задние слюнные железы, вырабатывающие вещества, которые помогают обездвиживать добычу. Для человека укусы большинства видов не опасны и редко вызывают серьёзные последствия.

Исключение — синекольчатый осьминог, обитающий в Индийском и Тихом океанах. Его яд содержит тетродотоксин — одно из самых сильных природных нейротоксических веществ. Специфического антидота не существует, поэтому при укусе необходима срочная медицинская помощь.

Если осьминогу угрожает опасность, он выбрасывает облако чернил. Оно не только скрывает животное, но и временно нарушает работу органов чувств некоторых хищников, давая несколько секунд для побега.

Как отрастают руки

Если осьминог теряет руку, она ещё некоторое время способна двигаться благодаря собственной нервной системе. Это отвлекает хищника и увеличивает шансы животного на спасение.

Со временем утраченная рука полностью восстанавливается. Отрастают не только мышцы и присоски, но и нервные волокна, поэтому новая конечность становится такой же функциональной, как прежняя.

Осьминоги встречаются практически во всех океанах — от прибрежного мелководья до глубин в несколько тысяч метров. Крупнейший представитель группы — гигантский тихоокеанский осьминог. Размах его рук может достигать почти пяти метров.

На противоположном конце находятся осьминоги рода Grimpoteuthis, более известные как осьминоги Дамбо. Они обитают на глубинах свыше тысячи метров и передвигаются с помощью плавников, напоминающих уши.

Основу рациона большинства этих животных составляют крабы, моллюски и рыба. Обычно они охотятся из засады, а твёрдый клюв помогает раскалывать панцири и раковины.

Обычно они живут всего один-два года. Гигантский тихоокеанский осьминог — редкое исключение: его продолжительность жизни может достигать пяти лет.

Осьминоги размножаются только один раз в жизни. После спаривания самцы вскоре погибают. Самки после откладки яиц почти перестают питаться и всё время посвящают охране кладки. Они очищают яйца, защищают их от хищников и постоянно создают поток свежей воды. Когда молодые осьминоги появляются на свет, самка вскоре погибает.

Такая стратегия позволяет вложить все силы в потомство и значительно повышает его шансы на выживание.

Кажется, что об осьминогах уже известно почти всё. Но исследования показывают обратное: многие особенности этих животных до сих пор не имеют окончательного объяснения. Учёные продолжают изучать, как работает их маскировка, насколько самостоятельны движения рук и как эволюция привела к появлению такого необычного интеллекта. Похоже, эти удивительные животные ещё не раз помогут сделать новые открытия.