اختاپوس ها چگونه تغییر رنگ می دهند؟

اختاپوس ها یکی از عجیب ترین موجودات روی زمین هستند: آنها بدن نرمی دارند که می توانند راه خود را از طریق شکاف های کوچک باز کنند. آنها هشت بازو پوشیده از اندام مکنده دارند که می توانند دوباره رشد کنند. آنها سه قلب دارند که خون آبی (غنی از عسل) را به داخل رگ هایشان پمپ می کند و مغزهای بزرگی به شکل دونات دارند که هوش بالاتری نسبت به سایر بی مهرگان به آنها می دهد.

اما شگفت‌انگیزترین ویژگی اختاپوس‌ها توانایی آن‌ها در تغییر رنگ سریع و ترکیب شدن با محیط اطرافشان، یعنی استتار کردن خود است. استتار یک مهارت مهم است که تقریباً در همه سرپایان (گروهی از بی مهرگان دریایی از جمله ماهی مرکب و ماهی خال مخالی) مشترک است، اما اختاپوس ها آن را به سطوح مختلفی رسانده اند.

این حیوانات دارای بالاترین مدل وضوح در بین تمام سرپایان هستند و سرعت تغییر آنها در سری های حیوانی استثنایی است. (حدود 300 گونه اختاپوس به ترتیب اختاپوس وجود دارد. در این مقاله از اصطلاح اختاپوس برای توصیف جریان کل در کل گروه استفاده می شود، اما همه گونه ها توانایی تغییر رنگ را ندارند و مکانیسم استتار آنها ممکن است متفاوت باشد. ).

استتار در اختاپوس

اختاپوس ها به دلیل توانایی خود در تغییر سریع رنگ برای ترکیب شدن با محیط اطراف خود شناخته شده اند.

مهارت اختاپوس ها در استتار از بدو پیدایش دانشمندان را شگفت زده کرده است. من نمی دانم قرعه کشیحدود 2400 سال پیش، ارسطو فیلسوف یونان باستان، که اغلب به عنوان یکی از بنیانگذاران علم مدرن شناخته می شود، مشاهدات دقیقی از استتار اختاپوس انجام داد.

اما اگرچه استتار اختاپوس قرن ها مشاهده و مطالعه شده است، تا همین اواخر پیشرفت کمی حاصل شده است. این به این دلیل است که رنگ‌زدایی سفالوپودها فرآیند پیچیده‌ای است که شامل بسیاری از اجزای میکروسکوپی است. بنابراین تقریباً غیرممکن بود که دقیقاً بگوییم مکانیسم چیست. با این حال، در دهه‌های اخیر، فناوری مدرن به محققان این امکان را داده است که اجزای استتار سرپایان را جدا کنند و آنها به تازگی شروع به درک مکانیسم آن کرده‌اند.

چه چیزی رنگ اختاپوس را تغییر می دهد؟

اختاپوس ها می توانند تغییر رنگ دهند زیرا دارای کروماتوفور (سلول های رنگدانه) هستند. کروماتوفورها اندام های کوچکی هستند که روی پوست اختاپوس پراکنده شده اند. در مرکز هر کروماتوفور، کیسه های کوچک پر از نانوذرات رنگدانه ای به نام زانتوماتین قرار دارد. این کیسه ها توسط بافت الاستیک احاطه شده و به سلول های ماهیچه ای متصل می شوند. با انقباض سلول های ماهیچه ای، کیسه رنگدانه کشیده می شود. این اجازه می دهد تا نور بیشتری وارد سلول ها شود و توسط ذرات زانتوماتین منعکس شود. از آنجایی که گزانتوماتین طول موج ها یا رنگ های خاصی از نور مرئی را جذب می کند، نوری که از کروماتوفور ارسال می کند، رنگ متفاوتی با نوری دارد که ابتدا وارد سلول می شود.

مقالات مرتبط:

در پوست اختاپوس سه لایه کروماتوفور وجود دارد و هر لایه حاوی ذرات زانتوماتین است که رنگ متفاوتی را منعکس می کند. لایه بالایی زرد، لایه میانی قرمز و لایه پایین قهوه ای تولید می کند. اختاپوس ها با تغییر شکل کروماتوفورها در هر لایه می توانند این رنگ ها را با هم ترکیب کنند و این توانایی به آنها کمک می کند تا رنگ های متفاوتی ایجاد کنند.

  چرا 90 درصد داروها در آزمایشات بالینی شکست می خورند؟

هر کروماتوفور منفرد، که بسته به اندازه گونه می تواند ده ها هزار یا حتی میلیون ها باشد، توسط سیگنال های عصبی مستقیماً از مغز کنترل می شود. این سیگنال ها باعث انقباض یا انبساط و تغییر شکل عضلات اطراف کیسه می شود. داروی گفت:

درست مثل فشردن عضلات دوسر بازویی است. مغز شما سیگنال می دهد که در حال انقباض است و ماهیچه در حال انقباض است. در مورد کروماتوفورها، مغز اختاپوس به او سیگنال می دهد که ماهیچه ها را بکشد تا کیسه ها را باز کند و باعث تغییر رنگ پوست شود.

کروماتوفورها تنها ساختارهای دخیل در تغییر رنگ نیستند. اندام‌های دیگری به نام iridophores و leucophores در پوست برخی از گونه‌های اختاپوس به تقویت یا تغییر رنگ‌هایی که تولید می‌کنند کمک می‌کنند.

ایریدوفورها کمی بزرگتر از کروماتوفورها هستند و به ایجاد رنگ های فلزی روشن در اختاپوس ها کمک می کنند. بر اساس یک مطالعه در سال 2018 که در مجله IOP Science منتشر شد، ایریدوفورها حاوی پروتئینی به نام رفلکسین هستند که در داخل ایریدوفورها جمع می‌شود تا یک اثر آینه‌ای ایجاد کند.

لوکوفورها از نظر اندازه شبیه کروماتوفورها هستند، اما به جای گزانتوماتین دارای رنگدانه های سفید خاصی هستند که نور را پراکنده یا شکسته می کنند و به کنترل کنتراست و روشنایی رنگ کمک می کنند. ایریدوفورها و لکوفورها نیز از سیگنال های عصبی که از مغز می آیند منقبض و منبسط می شوند.

قابلیت تغییر رنگ اختاپوس

ایریدوفورها به اختاپوس ها کمک می کنند تا رنگ های آبی و بنفش تولید کنند.

اختاپوس ها همچنین دارای ماشین هایی در پوست خود هستند که با افزودن یک لایه دیگر به پوشش استتار، به آنها کمک می کند بافت خود را تغییر دهند. آنها دارای برجستگی های کوچکی به نام پاپیلا هستند که می توانند مانند جلبک ها پوست را شل و صاف یا منقبض کنند و پوست را مانند سنگ خشن و زبر کنند. پاپیلاها نیز توسط سیگنال های عصبی که از مغز می آیند کنترل می شوند، اما این فرآیند با مکانیسم تغییر رنگ کمتر درک می شود.

چه چیزی باعث می شود اختاپوس ها در تغییر رنگ اینقدر خوب باشند؟

بسیاری از حیوانات به استتار متکی هستند، اما اختاپوس ها به دلیل سرعت و دقت تغییر رنگ در سطوح مختلف قرار دارند. داروی گفت: «این یک ثانیه طول می کشد. “من فکر می کنم سریع ترین تغییرات در کمتر از 100 میلی ثانیه (0.1 ثانیه) اتفاق می افتد، که سریعتر از یک چشم به هم زدن است.” در مقابل، از چند ثانیه تا بیش از یک دقیقه طول می کشد تا آفتاب پرست ها به طور کامل رنگ خود را تغییر دهند.

اختاپوس ها می توانند چنین تغییرات رنگی سریعی ایجاد کنند زیرا مغز آنها عمیقاً به سطح پوست آنها متصل است. آنها مکانیسم های سیگنال دهی بسیار سریعی دارند تا بتوانند به سرعت این تغییرات را در بدن خود اعمال کنند.

  آمازون رتبه بندی الکسا را ​​متوقف می کند

دلیل اصلی ارتباط عمیق بین مغز و پوست این است که برخلاف مغز اکثر حیوانات، مغز اختاپوس ها به یک ناحیه خاص (یعنی سر) محدود نمی شود. اختاپوس ها علاوه بر مغز دوناتی شکل، گره هایی نیز در سرتاسر بدن و بازوهای خود دارند. محققان معتقدند که این امر به دستان اختاپوس اجازه می دهد تا ذهن خود را داشته باشند و این ممکن است در تغییر سریع رنگ نقش داشته باشد.

اختاپوس

مغز اختاپوس ها به مغز دوناتی شکل آنها محدود نمی شود، بلکه در دستان آنها نیز وجود دارد.

اختاپوس ها همچنین کروماتوفورهای بیشتری در هر اینچ مربع پوست نسبت به ماهی مرکب و ماهی خال مخالی دارند. این به آنها کمک می کند تا مدل هایی با وضوح بسیار بالا در مقایسه با دیگر سرپایان ایجاد کنند.

با این حال، هنوز یک معمای بزرگ حل نشده در مورد استتار سفالوپود وجود دارد: اینکه چگونه آنها برای تطبیق رنگ پوست خود با محیط اطراف خود به خوبی عمل می کنند.

با وجود توانایی آنها در ایجاد طیف گسترده ای از رنگ ها، بیشتر اختاپوس ها و دیگر سرپایان کور رنگ هستند: طبق مقاله ای در سال 2020 در Frontiers in Physiology، چشم های اختاپوس تنها یک نوع گیرنده نور دارند (سلول هایی که نور را به سیگنال های عصبی تبدیل می کنند). این بدان معنی است که آنها فقط می توانند تفاوت در شدت نور را تشخیص دهند (چشم انسان دارای چهار نوع گیرنده نور است).

یک توضیح احتمالی این است که چشمان اختاپوس می توانند رنگ را بدون گیرنده نور ببینند. مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۶ که در مجله Biophysics and Computational Biology منتشر شد، نشان می‌دهد که نوع دیگری از گیرنده‌های اختاپوس در چشم وجود دارد که برای ما ناشناخته است و ممکن است به آن‌ها کمک کند تا رنگ‌های متفاوتی نسبت به انسان و سایر حیوانات داشته باشند.

همچنین نظریه هایی وجود دارد مبنی بر اینکه گیرنده های نور در پوست اختاپوس می توانند به این حیوانات کمک کنند تا رنگ خود را با محیط خود تطبیق دهند. مطالعات گذشته نشان داده است که وقتی اختاپوس ها نمی توانند ببینند، دستان آنها می تواند به تغییرات شدت نور واکنش نشان دهد. با این حال، تاکنون هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد این به آنها کمک می کند رنگ ها را ببینند.

اختاپوس / چشم های اختاپوس

اختاپوس ها و بیشتر سرپایان دیگر کور رنگ هستند زیرا چشمانشان فقط یک نوع گیرنده نور دارد.

او گفت: “درک چگونگی تغییر رنگ اختاپوس ها بسیار چالش برانگیز است، زیرا به دلیل هوش اختاپوس ها، محققان اجازه ندارند روی این موجودات زمانی که زنده هستند آزمایش کنند (اختاپوس ها باهوش در نظر گرفته می شوند زیرا می توانند مسائل پیچیده را حل کنند.” استفاده کنید و درد را احساس کنید).

چرا اختاپوس ها به استتار نیاز دارند؟

اگرچه مکانیسم استتار اختاپوس هنوز به طور کامل شناخته نشده است، اما دانشمندان درک بهتری از دلیل تغییر رنگ این حیوانات شگفت انگیز دارند. جنیفر ماتر، روانشناس دانشگاه لثبریج در کانادا که در رفتار سرپایان متخصص است، گفت.

اختاپوس ها هیچ حفاظت خارجی ندارند. برای شکارچی، اختاپوس یک بسته بدون پروتئین است. بنابراین اساساً همه در اقیانوس به دنبال شکار آنها هستند. از نظر تکاملی، اختاپوس چاره ای نداشت. بدون محافظت فیزیکی، او باید راه هایی را برای دیده نشدن پیدا می کرد.

برخی از اختاپوس ها به روش های دیگری برای پنهان شدن تکامل یافته اند. به عنوان مثال، اختاپوس های شیشه ای تمام کروماتوفورهای خود را از دست داده و شفاف شده اند.

  شیائومی سیوی ۱ اس با تراشه اسنپدراگون ۷۷۸ جی پلاس و دوربین سلفی ۳۲ مگاپیکسلی معرفی شد

استتار کاربردهای دیگری مانند شکار نیز دارد. ماتر گفت: “ما معمولاً آن را به عنوان یک توانایی دفاعی می بینیم و فکر می کنم به عنوان یک دفاع مهم تر است.” اما این بدان معنا نیست که توانایی دزدکی مفید نیست. به گزارش ماتر، اختاپوس ها علاوه بر اینکه از چشم شکارچی پنهان می شوند، می توانند از این توانایی برای غافلگیری و گرفتن طعمه خود نیز استفاده کنند.

برای گونه هایی که به تغییر رنگ متکی هستند، ترکیب رنگ ها با محیط یک توانایی ذاتی است که از بدو تولد دارند (همانطور که در ویدیوی اختاپوس نوپا می بینید).

ماهی مرکب و ماهی خال مخالی از اثرات رنگی پوست خود برای برقراری ارتباط استفاده می کنند. چندین گونه از اختاپوس ها نیز همین کار را می کنند (آنها می توانند نوارهایی با رنگ روشن تولید کنند تا جفت را جذب کنند یا به رقبا در هنگام پرورش هشدار دهند).

اختاپوس ها معمولاً حیواناتی ضداجتماعی هستند و به ندرت با سایر اختاپوس ها تعامل دارند، بنابراین به ارتباط کمتری نیاز دارند. با این حال، گاهی اوقات از رنگ های خود برای برقراری ارتباط با حیوانات دیگر استفاده می کنند. به عنوان مثال، طبق یک مطالعه در سال 2019 که در مجله Molluscan Research منتشر شد، اختاپوس های حلقه آبی (چهار گونه اختاپوس کوچک اما بسیار سمی) حلقه های درخشانی تولید می کنند تا به حیوانات دیگر هشدار دهند که از مسمومیت خودداری کنند.

اختاپوس حلقه ای آبی

اختاپوس‌های حلقه‌ای آبی حلقه‌های آبی درخشان می‌سازند تا به حیوانات دیگر در مورد پوست بسیار سمی خود هشدار دهند.

در سال 2019، دانشمندان ویدئویی از اختاپوسی به نام هایدی ضبط کردند که هنگام خواب تغییر رنگ می دهد. مشاهدات منجر به این گمانه‌زنی شده است که اختاپوس‌ها ممکن است هنگام دیدن رویا تغییر رنگ دهند.

محققان چرخه‌های خواب مشابه چرخه‌های خواب انسان را در اختاپوس شناسایی کرده‌اند، اما همه محققان متقاعد نشده‌اند که این تغییرات رنگ ممکن است به دلیل امنیت رویا باشد. ماتر گفت: درک اینکه مردم چگونه خواب می بینند به اندازه کافی سخت است. درک نحوه خوابیدن اختاپوس ها کاملا غیرممکن است.

اگرچه استتار یک توانایی ذاتی بیشتر اختاپوس ها است، اما محققان بر این باورند که این توانایی در طول زندگی خود که معمولاً یک تا دو سال است، بسیار بهتر می شوند. ماتر گفت:

فکر می کنم وقتی بزرگتر می شوند، در استتار خیلی بهتر می شوند. آنها در سنین پایین خیلی خوب هستند، اما من فکر می کنم وقتی بزرگ می شوند، در جزئیات خیلی بهتر می شوند. آنها همچنین در طول زمان یاد می گیرند که تغییر رنگ را با رفتارهای دیگر ترکیب کنند، مانند پنهان شدن در ترک ها یا تغییر شکل بدن.

دیدگاهتان را بنویسید