Ośmiornice są jednymi z najbardziej niesamowitych morskich stworzeń, zamieszkującymi wszystkie oceany, nawet te najzimniejsze i najciemniejsze. Mają dziewięć mózgów, trzy serca, niebieską krew, a ponadto potrafią regenerować kończyny i wykazują oznaki inteligencji – niektórzy mówią nawet, że “pozaziemskiej”. Jednak po złożeniu jaj samice wielu gatunków spotyka tragiczny los. Przestają jeść i marnieją, a zanim wyklują się młode, matki już nie żyją – bez konkretnej przyczyny.
Czytaj też: Czy ośmiornice mają koszmary? Dziwne zachowanie wprawiło w osłupienie naukowców
Wydaje się, że w niewoli ośmiornice celowo przyspieszają ten proces, okaleczając się i wykręcając ramiona, niespodziewanie umierając. Zjawisko znane jako spirala śmierci od dawna było zagadką dla badaczy, ale naukowcy z University of Chicago prawdopodobnie ją rozwiązali. Szczegóły opisano w czasopiśmie Current Biology.
Ośmiornice uwalniają hormon autodestrukcji
Spiralę śmierci już wcześniej powiązano z gruczołem optycznym ośmiornicy – narządem podobnym do przysadki mózgowej u ssaków. Teraz naukowcy wykazali, że ten gruczoł neuroendokrynny u samic ośmiornic odgrywa ważną rolę w metabolizmie cholesterolu, co skutkuje dramatycznymi zmianami w wytwarzanych hormonach steroidowych. Te mogą mieć poważne konsekwencje dla długowieczności i zachowania – także u ludzi.
Czytaj też: To miejsce w oceanie przyciąga ośmiornice. Wreszcie wiemy, dlaczego
Dr Z. Yan Wang z UChicago, który wkrótce będzie adiunktem na University of Washington, mówi:
Wiemy, że cholesterol jest ważny z punktu widzenia diety, a także w różnych systemach sygnalizacyjnych w organizmie. Bierze udział we wszystkim, od elastyczności błon komórkowych po produkcję hormonów stresu, ale dużym zaskoczeniem było zobaczyć, jak odgrywa również rolę w tym procesie cyklu życiowego.
W 1977 r. Jerome Wodinsky z Brandeis University wykazał, że jeśli usunie gruczoł optyczny samicom ośmiornicy z gatunku Octopus hummelincki, porzucą one lęg jaj, wznowią karmienie i będą żyły miesiącami dłużej. W tamtym czasie eksperci od głowonogów doszli do wniosku, że gruczoł optyczny musi wydzielać jakiś rodzaj hormonu autodestrukcji, ale nie było jasne, co to jest i jak działa.
W 2018 r. dr Wang współpracowała z prof. Cliftonem Ragsdalem nad sekwencjonowaniem transkryptomu RNA gruczołu optycznego kilku kalifornijskich ośmiornic na różnych etapach ich życia. Wykazano wtedy, że aktywność genów związanych z metabolizmem cholesterolu rosła, kiedy zwierzęta zaczynały pościć po złożeniu jaj. Jasne stało się, że w gruczole optycznym samic ośmiornic zachodzą znaczące zmiany w metabolizmie cholesterolu, co równie drastycznie przekłada się na zmiany w produkcji hormonów steroidowych. Dzieje się to trzema różnymi drogami, z których każda w jakiś sposób wiąże się z cholesterolem i wydaje się prowadzić do spirali śmierci.
Udało się je opisać. Jedna wytwarza prognenolon i progesteron – steroidy powszechnie kojarzone z ciążą, druga wytwarza matczyne cholestanoidy lub składniki pośrednie kwasów żółciowych, a trzecia stymuluje produkcję 7-dehydrocholesterolu (7-DHC), prekursora cholesterolu. Warto odnotować, że niektóre z tych szlaków są wykorzystywane do wytwarzania cholesterolu również u ssaków.
Dr Z. Yan Wang dodaje:
Istnieją dwie główne ścieżki wytwarzania cholesterolu znane z badań na gryzoniach, a teraz mamy dowody, że te ścieżki prawdopodobnie występują również u ośmiornic. To było naprawdę ekscytujące zobaczyć podobieństwo między tak różnymi zwierzętami.
Podwyższony poziom 7-DHC jest szkodliwy dla ludzi – jest to cecha charakterystyczna zaburzenia genetycznego zwanego zespołem Smitha-Lemliego-Opitza (SLOS), które jest spowodowane mutacją enzymu przekształcającego 7-DHC w cholesterol. Dzieci cierpiące na to zaburzenie cierpią z powodu poważnych dysfunkcji rozwojowych i behawioralnych, w tym powtarzających się samookaleczeń przypominających zachowania ośmiornic u schyłku życia.
Czytaj też: Ośmiornice znów nas zainspirowały. Nowy materiał będzie podstawą kamuflażu doskonałego
Zakłócenia procesu produkcji cholesterolu przekładają się na zachowania ośmiornic, ale niewykluczone, że spirala śmierci nie jest jednym procesem, a może trzema lub czterema różnymi. Zrozumienie występujących mechanizmów jest bardzo ważne, bo gruczoł optyczny występuje o innych głowonogów, które mają odmienne strategie reprodukcyjne. Niewykluczone, że jego rozszyfrowanie mogłoby się przyczynić do pokonania niektórych chorób występujących u ludzi.