Внутреннее устройство головоногих молюсков ( 30 фото + 1 гиф + 2 видео )

Наш реактор рассказывает о внутреннем устройстве головоногих моллюсков, их способности изменять форму тела и обучаться на собственном опыте.


Из развитых многоклеточных животных головоногие моллюски, пожалуй, самые непохожие на нас существа. Даже членистоногие, при всей их инаковости, всё-таки интуитивно более понятны (или кажутся понятными): спереди голова, сзади ж**а, по бокам тулова - ножки... А вот осьминоги, живя с нами вроде на одной планете, прошли от наших с ними общих предков, живших когда-то в эдиакаре, по не меньший, чем мы, но совершенно другой эволюционной дорожке, заставляя испытывать сомнения по поводу наличия в мирах у далеких звезд хоть сколько-нибудь человекоподобных красоток.


Итак, что же представляет собой осьминог (а также каракатица и кальмар)? По сути, очень сильно продвинутую улитку (взгляд, конечно, очень варварский, но верный). Вон тот мешок - это туловище, у предков современных головоногих оно располагалось в раковине, у нынешних, кроме наутилоидей, раковина редуцирована, у осьминога от нее остались две крохотные "косточки" в толще тканей. Точнее, то что вы видите - не туловище, а мантия, мясистый чехол, полностью прикрывающий собственно туловище от кончика до шеи. Именно эти чехлы-мантии кальмаров продаются в континентальных супермаркетах под ценником "кальмары с/м"


Кстати, если кто не знал, варить их надо три минуты, не больше. Разморозили, почистили, сунули в кипяток - три минуты - всё, вынимаем! Если варить дольше - мясо станет "резиновым", с каким, к сожалению, обычно и приходится сталкиваться у несведущих хозяек и в общепите.


Само туловище тщедушно и представляет собой жалкое зрелище. Вот, к примеру, каракатица, распластанная в поисках печени, все головоногие устронены примерно одинаково:


17- чернильный мешок, 13- жабры, 1, 2- места разреза и под цифрами можно увидеть утолщения, которые по аналогии с механизмом кнопки входят в хрящевые ямки 9 , захлопывая мантию. 7 - воронка-сифон. Nd - нидаментальные железы, вырабатывающие слизистую массу, из которой возникает внешняя оболочка яиц. Аd-придаточная нидаментальная железа

Вот представьте, что у вас на животе разрез почти по кругу (точнее будет на верхней части груди вокруг шеи, но там у нас всякие ключицы, ребра, так что на животе нагляднее). Ничего не болит, не кровоточит, но туда можно засунуть руку и пощупать ваши, отделенные от брюшной полости лишь тонкой кожей, кишочки, печень... Вот это и будет у вас не брюшная, а мантийная полость. А во время секса... впрочем, обо всем по порядку.


Итак, сам осьминог тщедушен, но "одет" сильной мускулистой мантией. Прибавьте к этому могучие щупальца - и получится, что мышечная масса осьминога занимает даже больше процента массы от веса тела, чем у наземных существ: мы-то пользуемся при движении рычагами-костями, а осьминог нет. Задайте работу своим мышцам: пробегитесь или потаскайте что-нибудь тяжелое - что произойдет? Вы запыхаетесь. Мышечная работа требует кислорода, и головоногие (за исключением нескольких малоподвижных глубоководных видов и опять-таки наутилусов) у его содержанию в воде очень требовательны, больше, чем рыбы. У них три сердца - помимо основного, есть еще дополнительная пара штук, прогоняющих кровь через жабры. В-общем-то аналог наших правых предсердия и желудочка, гонящих кровь через легкие, но у нас вся система объединена в одном органе, а у них вот так независимо развилось.


Есть у них и независимо развившийся аналог нашего гемоглобина - гемоцианин, только он содержится не в эритроцитах, а прямо в плазме крови, и придает крови не красный, а голубой цвет. Бесцветная кровь, проходя через жабры, голубеет. Жабры расположены под мантией, ритмические сокращения которой обеспечивают смену воды и газоомен. Чтобы края мантии не полоскало, у большинства головоногих они "пристегиваются" к телу в паре мест специальными хрящевыми застежками или сращены с телом в области "шеи", оставляя одну или две узкие щели.


У улиток под туловищем располагается нога - мускулистая подошва, которой они ползают. У головоногих она превратилась в торчащую из-под мантии мускулистую трубку. На примере наутилуса можно наблюдать промежуточный этап ее эволюции - у него нога еще не трубка, а просто сворачивается в незамкнутый фунтик:


А у кальмаров-осьминогов, значит, замкнутая:


Когда надо двигаться быстро, головоногое набирает полну мантию воды через щель, потом плотно замыкает ее края (у кого есть застежки - закрывает на застежки) и с силой выпускает воду через трубку, а само по принципу реактивного движения несется в противоположную сторону. У большинства видов сопло трубки (правильно говорить воронка сифона) поворотное, но быстрее все равно получается попой вперед.


У обитающих в толще воды кальмаров такие реактивные импульсы могут следовать один за другим долгое время с огромной частотой, в результате чего животное может двигаться со скоростью до полусотни километров в час (некоторые виды) и на ходу охотиться. Даже перед и зад у головоногих - понятия относительные! Впрочем, степенные осьминоги гонками не увлекаются, пуская в ход реактивный двигатель в основном при опасности или для короткого броска на жертву.


В мантийную полость открываются анус, протоки половых желез и чернильного мешка - ну, про последний, думаю, все знают, добавлю только, что чернила выбрасываются наружу именно через воронку.


Между туловищем и щупальцами у осьминога голова, на голове глаза, а в голове мозги - ну хоть тут всё как у людей. На первый взгляд. На второй всё интереснее. Во-первых, глаза: они развились опять-таки независимо, но при этом очень похожи на глаза позвоночных - просто потому, что работают по тем же оптическим принципам, только для фокусировки изменяется не кривизна хрусталика, как у нас, а кривизна самого глаза (как выдвижной объектив фотоаппарата). И сетчатка установлена "наизнанку" - светочувствительными клетками в полость глаза, а не в сторону глазной стенки, в этом смысле глаза осьминогов больше напоминают глаза пауков. У осьминогов вообще неожиданно много общего с пауками, помимо внешности, хоть они и не в родстве.


Вот, например, мозг. Он, как и у нас, развился из окологлоточного нервного кольца далеких червеобразных предков. Позвоночные развили нижнюю его часть, насекомые, что помозговитей - верхнюю, а головоногие, как и пауки, превратили в мозг все окологлоточное кольцо целиком - в результате через мозг посередине проходит пищевод. Глотать большие куски осьминог не может - будет болеть голова - и использует для измельчения пищи во-первых клюв, точь-в-точь как у попугая, только перевернутый (блин, у них всё вроде так, да не так!) - нижняя челюсть перекрывает верхнюю; а во-вторых, доставшуюся от улиточных предков радулу - язык-терку со множеством зубчиков. Именно благодаря радуле улитка в этих ваших интернетах приобрела славу "существа, у которого больше всего зубов" - этак наждачку можно назвать "ножом с самым большим количеством лезвий" - и именно радулой улитки соскребают зеленый налет со стенок аквариума, очень завораживает смотреть с лупой.


А осьминог своим языком-радулой может, например, просверлить-проковырять раковину моллюска и впрыснуть туда яд - у него и яд есть! - растворяющий места прикрепления мышц к раковине или к экзоскелету ракообразного - и спокойно сожрать парализованную креветку или раскрывшуюся двустворку. А жесткого краба или брюхоногую улитку тем же языком выскрести из панциря, как стоматолог санирует канал зуба при пульпите. Клювом осьминог откусывает куски от крупной добычи, а также мгновенно и точно перекусывает хребет пойманной рыбке - чтобы не убежала, спинку пойманной креветке - чтобы не убежала, и мантию пойманному меньшему собрату - та разгерметизируется, давление в сифоне падает, тоже, значит, чтобы не убежал. Крупный осьминог может и поймавшего его человека укусить до крови.


Яд же большинства видов осьминогов действует только на первичноротых и для человека не опасен - за исключением яда крохотных и невероятно красивых тихоокеанских синекольчатых осьминогов, способных едиственным совсем не больным укусом укокошить человека. Яд их аналогичен тетродотоксину рыбы фугу, противоядия от него нет за исключением - теоретически - яда древолазов, но пострадавшего можно спасти, если на протяжении нескольких часов делать ему искусственное дыхание или ИВЛ, пока действие яда не пройдет - токсин отключает у человека всю скелетную мускулатуру, включая дыхательную, но не затрагивает напрямую работу сердца, мозга и внутренних органов. Вот этот зловредный спрутёнок, увидите - не трогайте:


В остальном же осьминоги, даже крупнейшие - осьминог Дофлейна и антарктический Megaieledone setebos (мы говорим об осьминогах, про гигантских кальмаров в другой раз) для человека совершенно не опасны, мы со своими костями-рычагами и прочными связками гораздо сильнее и прочнее любого из них, и на человека сами не нападают, всегда предпочитая удрать. Разве что вы - теоретически, а так случаев гибели человека от объятий осьминога не зарегистрировано ни одного - сунетесь под водой в убежище крупного спрута и он со страху схватит вас своими присосками, а другими присосками со страху же будет держаться за стены грота - тут захлебнуться можно, присоски все вместе держат крепко, причем будучи не напряжены, а расслаблены. Напрягая, спрут делает присоску плоской, а расслабляясь, она за счет упругости обратно принимает форму чашки и присасывается.


Присоски на ловчих щупальцах кальмара

Присоски расположены на щупальцах... хотя, строго говоря, у осьминога нет щупальцев. А вот так! Конечности кальмара принято называть следующим образом: восемь длинных рук, напоминающих осьминожьи, и плюсом к ним два щупальца - они обычно гораздо длиннее рук, способны стремительно выбрасываться вперед и предназначены для ловли добычи. Присоски на руках идут от основания, а у щупальцев есть только на концах, да еще часто и с роговыми "когтями" по периметру. Так вот у осьминога щупальцев нет, только восемь рук. Руки расположены по кругу венчиком вокруг рта, на конце морды, если можно так выразиться. Осьминог ходит на руках, да. Растущих из кончика морды.


Теперь вернемся к мозгу. Он устроен довольно сложно, со множеством долей, из которых самые крупные - ответственные за обработку зрительной информации, и заключен в хрящевой "череп". По количеству нейронов осьминоги - самые мозговитые из беспозвоночных. Нервная система обыкновенного осьминога состоит из 500 миллионов нейронов (для сравнения - у крысы 200 млн, у кошки 700 млн). Но! - большая их часть сосредоточена не в мозгу, а в конечностях, и значительное количество в нервных узлах по всему телу. Причем они образуют не только проводящие пути к центру, но и сложные связи в самом теле - можно сказать, что осьминог в каком-то смысле думает не только головой, но и руками. Каждая из них способно действовать в какой-то мере самостоятельно, тщательно обследуя участок морского дна в поисках чего-нибудь съедобного и не пропуская ни единой ямки, и в то же время не отвлекая внимания "центрального командного пункта", следящего за местностью в поисках опасности или проплывающей в отдалении крупной добычи. Мы в какой-то, слабой мере тоже так можем - почесать задницу, не отвлекаясь от текста на экране - но руки осьминога наделены гораздо большей самостоятельностью. Это как если бы каждая наша рука вслепую набирала на клавиатуре свой текст, а глаза в это же время читали бы третий.


При этом руки способны самостоятельно решать простейшие задачи (находить путь в лабиринте или манипулировать сложными предметами) обладают собственной моторной памятью, чувствуют вкус и запах (одновременно, как усики у насекомых) и независимо управлять каждой из десятков присосок. Наша рука по сравнению с осьминожьей круглая дура, максимум на что способная без команд головного мозга - самостоятельно отдернуться от источника боли - уровень медузы! - да и эта рефлекторная цепь замыкается в спинном мозгу. Отрезанная рука человека не способна реагировать ни на что.


А вот теперь пришло время поговорить о сексе. И вернуться к паукам - помните (ссылка на пауков выше), у паучков-мужичков цимбиумы на лапках? Так вот у головоногих бывает нечто подобное, называется гектокотиль - одна или две руки слегка видоизменены на конце и служат помимо прочего для спаривания: ими спрут извлекает из-под своей мантии или подхватывает, выбрасывая из воронки, сперму, заключенную в пакеты-сперматофоры (каждый из которых по сложности устройства сам напоминает почти живое существо) и передает их самке - в руки, или клеит на определенный участок ее тела, или пихает прямо под мантию куда полагается - у разных видов по-разному.


Так вот у некоторых осьминогов гектокотиль вообще отрывается от тела хозяина, прихватывает парочку сперматофоров и... отправляется в самостоятельное плавание по морю-океану в поисках самки. Находит - по запаху и вкусу - догоняет, заползает ей под мантию и там самостоятельно делает всё, чего надо, не отвлекая бывшего хозяина от мыслей о вечном. Впервые обнаруживший гектокотиль в мантийной полости пойманной самки осьминога-аргонавта Жорж Кювье принял умную руку за паразита, самостоятельный вид живых существ.


Крохотный самец аргонавта и его немаленькое достоинство. Самка гораздо крупнее и достойна отдельного рассказа

Всё вышесказанное вовсе не значит, что руки осьминога действуют каждая сама по себе, и одни его руки враждуют с другими, перехватывают и отнимают добычу - нет, стоит одной наткнуться на что-то съедобное, как две соседних, повинуясь команде из центра, тут же спешат на помощь, чтобы не упустить добычу, а сам осьминог прекрасно управляет движениями своих тентаклей, ориентируясь лишь на зрение. Можно сказать, что в отличие от нашего разума, сосредоточенного в черепушке, сознание осьминога распределено по его телу, будучи способно образовывать несколько центров внимания одновременно, но при этом представляет собой единое целое.


Теперь вам будет понятнее, как осьминог умудряется мгновенно менять свой облик, маскируясь под обстановку, да как ловко: у него для этого есть целых три механизма. Первый - цветовая мимикрия. По всему телу моллюска в коже находятся мешочки с пигментами - красным, желтым и коричневым. В спокойном состоянии они выглядят как крошечные точки, но по желанию осьминог (и каракатица, и кальмар) может сдавить любой из них специальными мускулами, и верхняя его часть расплывается под кожей в цветное пятнышко. Это можно сравнить с тем, как если вы спрячете в кулаке слегка наполненный водой маленький воздушный шарик. Его не видно, но сожмите его прокрепче - и он выдавится между пальцев цветными пузырями. Ловко управляя размерами мешочков, осьминог способен менять узоры на коже — от пятен до волнистых линий и полосок.


Причем он способен покрываться не только красно-коричневыми, но и зелеными, и синими пятнами, хотя таких пигментов у него нет. Зато есть клетки, содержащие вместо пигментов отражающие и преломляющие цвет кристаллы, и положением этих кристаллов головоногий тоже способен управлять - происходит то же самое, что и с черным оперением вороны и бурыми крылышками бабочек, отливающим синим и зеленым.


Второй механизм - способность менять текстуру кожи. Задействуя лежащие в ее толще мышечные волокна, осьминог из гладкого может стать бугристым, шипастым и даже "лохматым", словно кусок водоросли, что в сочетании со сменой окраски дает потрясающий эффект.


Как они это делают? Помимо "основных" глаз его коже сосредоточено множество светочувствительных клеток, он как бы "видит" всем телом одновременно во все стороны и способен "отражать" видимое. Найдите осьминога:


Третий - способность изменять форму собственно бескостного тела. Особенно в этом преуспел осьминог-имитатор Thaumoctopus mimicus (погуглите сами видео по латинскому названию, роликов много). Этот прохвост способен помимо того, что прикидываться куском мусора, может сознательно (в зависимости от стиуации) принимать несколько обликов ядовитых животных: рыбы-крылатки, медузы, ската-хвостокола, пары мооских змей и прочих тварей, причем смена объектов подражания происходит почти мгновенно.


И вот еще что: пусть по количеству нейронов осьминог "тупее" кошки - но может ли кошка - да хоть бы и умница дельфин - построить себе домик из камней или открыть банку с завинчивающейся крышкой? Осьминог может, и может многое другое, это чуть ли не единственные кроме приматов существа с руками - без кавычек! - на планете, хоть эти руки и устроены совсем не по-нашему.


У разных особей головоногих одного вида разные характеры, они способны обучаться на своем опыте и наблюдая за сородичами, при этом самыми умными считаются именно осьминоги, которые, в отличие от кальмаров и каракатиц, предпочитают вести уединенный образ жизни - прямая противоположность позвоночным, у которых наблюдается явная корреляция между интеллектом и социальностью.


Двух- (вверху) и трехнедельные (внизу) осьминожки в яйцах под защитой умирающей мамаши.


И тем удивительнее сообразительность этих моллюсков, что их родители не обучают детей, а живет большинство головоногих от силы год-два, редко три-четыре. Стремительно, быстрее любого бройлера, растут, становясь взрослыми, а после размножения представители большинства видов умирают - самцы обычно сразу после спаривания, а самки - от истощения, отложив яйца и дождавшись выхода из них детенышей. Они не смогли бы поесть, даже если бы захотели, в их организме в брачную пору попросту перестают образовываться пищеварительные ферменты. Маленькие осьминожки постигают всё своим умом, на своем опыте, за полгода-год, и не передают накопленные знания следующему поколению - разве что в виде закрепленных естественным отбором навыков.