PNAS: каракатицы буквально скручивают свет, чтобы привлечь партнера

Фото из открытых источников

Каждое существо на этой планете, использующее половой способ размножения, имеет свой собственный способ привлечения партнера, но каракатицы способны на нечто действительно особенное. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Самцы каракатиц Андреа (Doratosepion andreanum) – довольно невзрачные для человеческого глаза – используют свои двулучепреломляющие щупальца, чтобы буквально искажать свет, создавая очень заметный сигнал, точно настроенный на зрение каракатиц.

Мы уже знали, что невероятно необычные глаза каракатиц способны различать ориентацию световых волн, или поляризацию. Это новое открытие показывает, что они идут еще дальше, активно манипулируя поляризацией для передачи информации определенным образом.

«Наши результаты, — пишет группа исследователей во главе с биологом-гидробиологом Аратой Накаямой из Токийского университета, — показывают значительный вклад поляризации света в коммуникацию животных и выявляют, что поляризационные сигналы — подобно красочным половым украшениям — могут достигать высокой заметности за счет принципиально разных оптических механизмов».

Коммуникационный арсенал каракатиц удивительно сложен и включает в себя как завораживающие изменения цвета и узоров, так и выполнение сложных жестов с помощью гибких щупалец.

У них также странные глаза, не похожие на глаза других животных, с уникальными W-образными зрачками. Хотя считается, что они дальтоники, они способны различать свойства видимого света, недоступные человеку, — поляризацию его поперечных волн.

Когда свет распространяется, он обычно вибрирует во многих направлениях одновременно, но его движение может быть ограничено одной ориентацией — свойство, известное как поляризация. Поляризованные солнцезащитные очки работают, блокируя свет, вибрирующий в определенных направлениях, пропуская через линзы только свет, ориентированный определенным образом.

Отражение от определенных поверхностей или прохождение через полупрозрачную или прозрачную среду также может направлять эти колебания в нужное русло, тем самым поляризуя свет.

С тех пор как ученые обнаружили, что каракатицы способны различать поляризацию света, они подозревали, что это свойство света может быть частью их коммуникационного инструментария. Исследование 2004 года не только выявило, что ткани тела каракатиц поляризуют свет, но и обнаружило ограниченные доказательства того, что животные реагируют на этот сигнал.

Накаяма и его коллеги разработали более тщательное исследование, чтобы это выяснить, и сняли на видео брачные жесты самцов каракатиц Андреа.

Эти головоногие моллюски имеют две очень длинные, полово-диморфные конечности, которые при ухаживании за самкой сворачиваются и вытягиваются прямо вперед, а на их телах появляются переливающиеся полосы цвета.

Исследователи собрали диких каракатиц и поместили пары самец-самка в наблюдательные резервуары с тщательно контролируемыми условиями освещения, чтобы воспроизвести горизонтальную поляризацию света в океане. Они также снимали каждую встречу с помощью поляризационных камер, а также делали снимки каракатиц в состоянии, когда они не ухаживали друг за другом, в качестве базового показателя.

Видеоролики показали, что, когда каракатица определенным образом скручивает свои щупальца, горизонтально поляризованный свет проходит через полупрозрачную мышцу. Эта ткань также обладает двойным лучепреломлением, поворачивая поляризацию света почти на 90 градусов в вертикальное положение.

В результате этого процесса образуются чередующиеся полосы горизонтально и вертикально поляризованного света – максимальный контраст для зрения каракатицы, сигнал, уникально настроенный на привлечение внимания. Это как смелая серенада, но в свете.

Самое интересное в этом то, что цилиндрическая форма кронштейна усиливает этот контраст, являясь идеальной формой для преобразования горизонтального луча света в вертикальный.

В исходном состоянии каракатица не генерировала поляризационный сигнал. Это говорит о том, что у этих животных в процессе эволюции сформировалась идеальная биологическая волновая платформа, призванная помочь им в размножении.

Вопрос о том, используют ли каракатицы поляризационные сигналы помимо ухаживания, остается открытым – на него можно будет ответить только тогда, когда ученые научатся лучше видеть их скрытый визуальный мир.

«Подобно давно известному и широко изученному разнообразию окраски животных, у животных, чувствительных к поляризации, может существовать аналогичное разнообразие сигналов поляризации — сигналов, которые остаются для нас совершенно неизвестными, поскольку они невидимы для человеческого глаза», — пишут исследователи. «Это исследование проливает свет на часть этого скрытого разнообразия».