Der Oktopus hat eine einzigartige Fähigkeit. Es kann die Farbe, das Muster und sogar die Textur seiner Haut nicht nur zur Tarnung, sondern auch als Kommunikationsmittel verändern. Diese Kopffüßer, die intelligentesten, mobilsten und größten aller Mollusken, verwenden ihre fast menschenähnlichen Augen, um Signale an pigmentierte Organe in ihrer Haut, die sogenannten Chromatophoren, zu senden, die sich ausdehnen und zusammenziehen, um ihr Aussehen zu verändern.
Eine neue Studie von UCSB-Wissenschaftlern hat herausgefunden, dass die Haut des kalifornischen Zweifleck-Oktopus (Octopus bimaculoides) Licht auch ohne Input vom zentralen Nervensystem wahrnehmen kann. Das Tier tut dies, indem es die gleiche Familie von lichtempfindlichen Proteinen verwendet, die Opsine genannt werden, die in seinen Augen gefunden werden – ein Prozess, der zuvor für Kopffüßer nicht beschrieben wurde. Die Ergebnisse der Forscher erscheinen im Journal of Experimental Biology.
"Octopus-Haut nimmt Licht nicht so detailliert wahr wie das Tier, wenn es seine Augen und sein Gehirn benutzt", sagte Hauptautor Desmond Ramirez, Doktorand am Department of Ecology, Evolution and Marine Biologie (EEMB). "Aber es kann eine Zunahme oder Veränderung des Lichts wahrnehmen. Seine Haut erkennt nicht Kontrast und Kanten, sondern Helligkeit."
Als Teil des Experiments richtete Ramirez weißes Licht auf das Gewebe, wodurch sich die Chromatophoren ausdehnten und ihre Farbe änderten. Wenn das Licht ausgesch altet wurde, entspannten sich die Chromatophoren und die Haut kehrte zu ihrem ursprünglichen Farbton zurück. Dieser Prozess, bemerkte Ramirez, deutet darauf hin, dass Lichtsensoren mit den Chromatophoren verbunden sind und dass dies eine Reaktion ohne Input vom Gehirn oder den Augen ermöglicht. Er und sein Co-Autor Todd Oakley, ein EEMB-Professor, nannten den Prozess Light-Activated Chromatophore Expansion (LACE).
Um die Empfindlichkeit der Haut über das gesamte Spektrum aufzuzeichnen, setzte Ramirez die Haut von Oktopussen verschiedenen Lichtwellenlängen von violett bis orange aus und stellte fest, dass die Reaktionszeit der Chromatophore unter blauem Licht am schnellsten war. Es folgten molekulare Experimente, um festzustellen, welche Proteine in der Haut exprimiert werden. Ramirez fand Rhodopsin – normalerweise im Auge produziert – in den sensorischen Neuronen auf der Gewebeoberfläche.
Laut Oakley deutet diese neue Forschung auf eine evolutionäre Anpassung hin. „Wir haben neue Komponenten dieses wirklich komplexen Verh altens der Oktopustarnung entdeckt“, sagte Oakley, der Kopffüßer als Rockstars der Wirbellosenwelt bezeichnet.
"Es sieht so aus, als ob der bestehende zelluläre Mechanismus zur Lichterkennung in Krakenaugen, der schon seit geraumer Zeit existiert, für die Lichterkennung in der Haut des Tieres kooptiert und für LACE verwendet wurde", erklärte er."Anstatt also völlig neue Dinge zu erfinden, fügt LACE Teile auf neue Weise und in neuen Kombinationen zusammen."
Kraken sind nicht die einzigen Meeresweichtiere, deren Haut Licht wahrnehmen kann, aber Wissenschaftler wissen noch nicht, ob die Haut dieser anderen Tiere die lichtempfindlichen Opsine enthält. Wenn ja, möchte Ramirez verstehen, wie diese beiden Gruppen miteinander verwandt sind. „Stehen sie alle aus der gleichen Ahnenquelle oder haben sie sich mehrfach entwickelt?“er hat gefragt. „Welche Verh altensweisen teilen die verschiedenen Gruppen und welchen Verh altensweisen liegt das Hauterkennungslicht zugrunde?“
Ramirez und Oakley führen neue Experimente durch, die darauf abzielen, diese Fragen und mehr zu beantworten.
