Tank boş görünüyordu, ancak bir mermiyi ters çevirince bir pinpon topundan daha büyük olmayan gizli bir ahtapot ortaya çıktı. Hareket etmedi. Sonra teni inci gibi bejden canlı bronz çizgili bir desene dönüşürken, birden fırfırlı kollarını gerdi.
Cape Cod’un güneybatı köşesinde, Mass., Woods Hole’da bulunan uluslararası bir araştırma merkezi olan Marine Biological Laboratory’de kafadanbacaklı operasyonlarının yöneticisi Bret Grasse, “Bizimle konuşmaya çalışıyor” dedi.
Minik, çizgili ahtapot, bilim adamlarının kafadanbacaklıları model organizmalara dönüştürmeye çalıştığı laboratuvardaki deneysel bir koloninin parçasıdır: araştırma kurumlarında yaşayıp çoğalabilen ve birçok nesiller boyunca bilimsel çalışmalara katkıda bulunan hayvanlar. fareler veya meyve sinekleri yapar.
Kafadanbacaklılar, insan ve omurgasız akrabalarımızın gözlerinden ve beyinlerinden bağımsız olarak evrimleşen gelişmiş, kamera benzeri gözleri ve büyük beyinleri de dahil olmak üzere birçok nedenden dolayı bilim adamlarını büyüler. Ahtapot, mürekkepbalığı veya kalamar, esasen kabuğunu zekasıyla değiştiren bir salyangozdur. Deniz Biyolojisi Laboratuvarı’nda nörobiyolog olan Joshua Rosenthal, “Omurgasızlar arasında bugüne kadarki en büyük beyne sahipler” dedi. “Yani, yakın bile değil.”
Model kafadanbacaklılar biyologlar için bir nimet olacaktır. Ancak bu zeki ve genellikle tuhaf hayvanları – özellikle ahtapotları – esaret altında tutmak hem etik hem de lojistik zorluklar sunar. Woods Hole’daki araştırmacılar, birden fazla nesil boyunca kalamar yetiştirme konusunda daha önce başarılı oldular. Yine de tek bir kalamar, bilim adamlarına kafadanbacaklılar hakkında her şeyi söyleyemez.
Tesisteki bir gelişim biyoloğu olan Caroline Albertin, “Farklı soruları yanıtlamak için farklı modellere sahip olmanın inanılmaz derecede değerli olduğunu düşünüyorum” dedi.
Ancak ahtapotlar, çeşitli talihsiz alışkanlıklar nedeniyle uzun süredir bilim adamlarının kafasını karıştırıyor: Birbirlerini yerler. Onlar kötü şöhretli kaçış sanatçıları. Anneler üredikleri anda ölürler, bu nedenle üreyen bir popülasyon oluşturmak zordur.
Bu, ahtapot modelini bir tür beyaz balina haline getirdi – geçen yıla kadar, Bay Grasse ve meslektaşları, laboratuvarlarında özellikle gelecek vaat eden bir ahtapot türünden üç ardışık nesil yetiştirdiklerini açıklayana kadar, herkesten daha fazla. önce.
Ahtapot chierchiae, kollarında bir numara olan minyatür, zebra çizgili bir ahtapot ile tanışın.
????
Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’de davranışsal ekolojist olan Roy Caldwell, küçük Pasifik çizgili ahtapotu olarak da adlandırılan Ahtapot chierchiae ile ilk olarak 1970’lerin ortalarında Panama’da tanıştı. Çatlaklarda saklanan peygamber devesi karidesini bulmak için okyanustan kayalar çekiyordu. “Arada bir, bu sevimli küçük çizgili ahtapot ortaya çıkar” dedi.
Ahtapotlardan birkaçını Berkeley’e geri getirdi. Kısa bir süre sonra, “Dişilerden biri yumurtladı ve bunun biraz serseri olduğunu düşündüm çünkü öleceğini biliyordum,” dedi Dr. Caldwell. “Ve o ölmedi.” Birkaç ay sonra tekrar yumurta bıraktı.
Panamalı bir bilim adamı olan Arcadio Rodaniche’nin 1984 tarihli bir makalesi, Dr. Caldwell’in gözlemini doğruladı: Bu türün dişileri, neredeyse tüm diğer ahtapotların aksine, birkaç kez çoğalabilirdi.
Bu özellik, uygun boyutlarıyla birleştiğinde, onları laboratuvar araştırmaları için cazip bir konu haline getirdi. Ne yazık ki, Dr. Caldwell Panama’da daha fazlasını bulamadı. Sorduğu biyologların veya koleksiyoncuların hiçbiri de görmemişti.
Küçük kafadanbacaklı, 2010 yılına kadar sadece bir anıydı, “lise öğrencisinden bir e-posta aldım”, dedi Dr. Caldwell, “kim yeni evcil ahtapotuna nasıl bakabileceğini bilmek istiyordu. ” Öğrenci bir fotoğraf gönderdi. Ahtapotun zebra çizgileri belirgindi.
Dr. Caldwell, ahtapotu Nikaragua’daki bir koleksiyoncuya kadar takip etti. Sonunda, birkaç küçük Pasifik çizgili ahtapot elde edebilir ve laboratuvarında bir koloni kurmaya çalışabilir. Ancak üç veya dört yıllık denemeler sonucunda ikinci nesli asla aşamadı. Bundan sonra, Dr. Caldwell, dişilerin yumurtalarının çatlamadığını söyledi. Akrabalı yetiştirmenin yanı sıra diyetin de bir sorun olduğundan şüpheleniyordu. “Onları neyle besleyeceğimizi tam olarak bilmiyorduk.”
2016’da Dr. Rosenthal, bilimsel araştırmalara yardımcı olmak için kafadanbacaklı modeli yapma hayaliyle Deniz Biyolojisi Laboratuvarı’na geldiğinde bu soru hala cevapsızdı. Kafadanbacaklılara fısıldayan biri olarak bilinen Bay Grasse’yi California’daki Monterey Bay Akvaryumu’ndan işe aldı. Aynı zamanda bir Monterey Körfezi akvaryumcusu olan Taylor Sakmar, çok silahlı hayvanlar için yeni bir tür tesis inşa etmeye yardım etmek için Cape Cod’a geldi.
Bugün o tesis, deniz suyu kokan, tank sıralarıyla dolu, loş, uğuldayan bir oda. İnsanlar raflar arasında sıkışıp kalıyor, tankları kontrol ediyor, su birikintilerini siliyor ve günün her saati çeşitli kafadanbacaklı türlerini besliyor.
Bilim adamları 2018’de Nikaragua’dan yedi hayvanla Ahtapot chierchiae kolonisine başladıklarında, yaratıklara bir açık büfe yemek sundular. canlı ve dondurulmuş deniz ürünleri. Daha sonra en çok neyi sevdiklerini görmek için hayvanların beden dilini ve değişen ten renklerini izlediler. (Daha küçük Pasifik çizgili ahtapotların her zaman çizgileri vardır, ancak kontrastı çevirebilir veya çizgileri neredeyse tamamen soldurabilir.)
“Bu kafadanbacaklılarla yeterince çalıştıktan sonra, esasen kafadanbacaklı konuşmayı öğrenebilirsin, dedi Bay Grasse.
Bir ahtapot, enayileriyle birlikte sunulan bir ürünü tatmak için uzanacak. Tadı güzelse, ahtapot yiyeceği sekiz kolunun tamamıyla çabucak sarar ve yemek için bir barınağa kaçar. Ahtapot, sunulanı beğenmezse, yiyeceği tankının kenarına fırlatabilir.
Bilim adamları, bakımlarında olan ahtapotları da gözlemleyerek, çiftleşmeye hazır erkeklerin, sanki bir demet marakas çevirir gibi kol uçlarıyla hızla titreşen bir dans sergilediklerini keşfettiler.
Ahtapotlar çiftleştikten ve yavruları yumurtalarından çıktıktan sonra Bay Grasse, parlak turuncu renkli ve mercimekten daha küçük olan yavruları, birbirlerini yememeleri için ayrı PVC boru silindirlerine yerleştirdi. Yavruların, bir muhafaza ile kapağı arasındaki en küçük boşluktan kaçabilecekleri bir “yoğun yüzme” aşamasından geçtiğini keşfetti.
Tipik olarak, AstroTurf veya bir Velcro şeridin bulanık tarafı gibi malzemeler, ahtapotların dikey yüzeylerde ölçeklenmesini önleyebilir, dedi Bay Grasse, çünkü enayileri kazanacaktır’ sopa. Ancak Pasifik çizgili küçük ahtapotların ekstra küçük bebekleri bu malzemelere bir merdiven gibi tırmanabilir.
“Tipik olarak, ahtapotlar bu türden daha kolay korunur,” dedi Bay Grasse.
Artık yavruların muhafazalarını sıkıca kapatmak için genişletilebilir köpük kapaklar kullanıyor. Yetişkin Ahtapot chierchiae için bir tank, Bay Grasse’nin “gerçekten yüksek teknolojili güvenlik sistemi” dediği kapakta ağır bir kaya ile birlikte Velcro çevresine sahiptir.
????????
2015 yılında, Dr. Albertin ilk kafadanbacaklı genomunu dizileyen bir ekibin parçasıydı. “Bunun ne kadar hızlı gittiğine şaşırdım” dedi. “Sefalopodların bize dünya hakkında öğretecekleri çok şey var. Ve sonunda onları anlamaya başlayabileceğimiz bir noktadayız.”
Ancak moleküler yaş için ideal bir laboratuvar hayvanı, birçok nesil için sağlıklı tutabileceğiniz tek hayvan değildir, dedi Dr. Rosenthal. Aynı zamanda DNA bilim adamlarının manipüle edebileceği bir şey. Bilim adamları, genleri kapatarak veya bir hayvanın hücrelerine yeni genler veya belirteçler ekleyerek biyolojinin mekanizmasını daha net görebilirler. Farelerde ve diğer laboratuvar hayvanlarında yapılan bu tür araştırmalar, araştırmacıların, örneğin, bireysel genlerin rollerini doğrudan test etmelerine ve insan hastalıklarının hayvan modellerini oluşturmalarına izin verdi. Ancak kafadanbacaklılar, özellikle ahtapot için daha zorlayıcı olmuştur.
Deniz Biyolojisi Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, CRISPR-Cas9 aracını kullanarak Cape Cod’a özgü bir kalamarın ve laboratuvarın sinek kuşu kısa kuyruklu kalamarının genlerini düzenlemeyi başardılar, dediler. Bu hayvanların sert yumurtalarına malzeme enjekte etmek için keskinleştirilmiş kuvars iğneler ve özel olarak tasarlanmış küçük makaslar kullandılar.
Kafadanbacaklı genetiğini manipüle etmek isteyen bilim adamları için, sinek kuşu kısa kuyruklu kalamar, bugüne kadarki en umut verici model hayvandır, diyor Dr. Albertin: “Yükseltmesi kolay, dürtmesi kolay ve kuluçka odalarımızda tutması kolay. ”
Ancak kalamar okumak yeterli değil.
“İnsanlar genellikle kafadanbacaklıları aynı şey gibi düşünürler,” dedi Dr. Albertin. “Ahtapotlar, kalamar – hepsi yumuşacık ve okyanusta yüzüyorlar. Ama aslında oldukça farklılar.”
Ahtapot yumurtalarıyla ilgili bir sorun var. Dr. Albertin’in birlikte çalıştığı herkesin “sert, kösele yumurta kabuğu” olduğunu söyledi. İğneleri onu delemez. Yumurtaları makasla kesmeyi başardı – ancak, Dr. Rosenthal’ın kibarca “pozitif basınç” olarak adlandırdığı ve Dr. Albertin’in “yumurta kabuğundan diş macunu gibi bir tüpten sıkılan yumurta sarısı” olarak tanımladığı başka bir sorunla karşılaşmak için.
“Dürüst olmak gerekirse, kimsenin ahtapot yumurtasına nasıl enjekte edileceğini henüz çözdüğünü bilmiyorum” dedi Dr. Albertin.
Bilim adamları bunun imkansız olduğunu düşünmüyorlar. Ancak, daha küçük Pasifik çizgili ahtapot, Dr. Rosenthal’ın öngördüğü model organizma türü haline gelmeden önce bunu çözmeleri gerekecek.
????????????
Daha küçük Pasifik çizgili ahtapot ile gen düzenlemesi hala zor olsa da, türler başka bir kafadanbacaklı gizeminin üstesinden gelmeye yardımcı olabilir.
Ahtapot bimaculoides veya California iki noktalı ahtapot, bilim adamlarının vahşi doğadan alabilecekleri yaygın bir laboratuvar kafadanbacaklısıdır. Ama dezavantajları var. Birincisi, çok daha büyük – Deniz Biyolojisi Laboratuvarı’ndaki iki noktalı bir ahtapot tankının tepesinde bir tuğla var, bu yüzden içindekiler dışarı çıkamıyor.
Diğer sorun ise annelerin ölmesidir. Laboratuardaki iki noktalı bir ahtapot aktif ve meraklıydı ve ziyaretçilere su püskürtüyordu; komşu bir tank, ölmekte olan bir dişiyi şeffaf yumurta kümelerinin üzerine kamburlaştırdı. Anne kıpırdamıyordu, bir gözü görünüyordu.
Anne ahtapotların hızla azalması, Seattle, Washington Üniversitesi’nde evrimsel bir nörobilimci olan Z. Yan Wang’ı büyüler. Dr. Wang, “Bu kadar karmaşık bir sinir sistemine sahip olan bu hayvan, çok kısa bir süre yaşıyor” dedi.
2018 yılında yaptığı bir çalışmada, iki noktalı dişi ahtapotların yumurtalarını okşarken ve üzerlerine su üflerken yemek yemeyi nasıl bıraktıklarını belgeledi. Sonra anneler sarardı ve garip davranmaya başladılar, ölmeden önce bazen kendi kol uçlarını yediler ya da enayileriyle kendilerini yaraladılar.
Dr. Wang, bu sonbaharda kendi laboratuvarını kurduğunda bu süreç hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyor. Bay Grasse ve şirketi tarafından başlatılan koloniden daha az Pasifik çizgili ahtapot almayı ve onların yöntemlerini kullanarak kendi kolonisini kurmayı planlıyor. Hayvanların beyinlerinde, üremelerini sürdürmelerini sağlayan anahtarı bulabilir.
Cape Cod ekibi de dahil olmak üzere bir grup başka kafadanbacaklı araştırmacısıyla, araştırmalarda daha az Pasifik çizgili ahtapot kullanarak nasıl ilerleyebileceği hakkında konuşmak için buluşuyor. Dr. Wang, “Hepimiz bu türe çok yatırım yapıyoruz” dedi.
Octopus chierchiae’yi iki nesilden fazla üretemeyen Dr. Caldwell de bu sohbetlerin bir parçası oldu. Woods Hole’daki tesiste, hayvanları üç nesildir hayatta tutan sonuçların umut verici olduğunu söyledi.
???????????????
Yedi vahşi Ahtapot chierchiae’den Bay Grasse ve meslektaşları 700’den fazla çocuk, torun ve torun torunları yetiştirdi. Ancak son nesilde koloninin tükenmesine izin verdiler.
2020 yılıydı ve Covid kısıtlamaları nedeniyle tesiste aynı anda yalnızca bir kişi olabiliyordu. Bilim adamları, umursayabileceklerinden daha fazla hayvan yapmadıklarından emin olmak için ahtapotların üremesini frenlemek zorunda kaldılar. Sadece bir koloni üyesi, 2 yaşından büyük geriatrik bir kadın hala hayatta.
Ek olarak, koloni akrabalı yetiştirme sorunu belirtileri gösteriyordu. Daha az yavru yetişkinliğe kadar yaşıyordu. 16 kollu bir bebek yumurtadan çıktı.
Ancak bu kış, tesise Nikaragua’dan beş yeni küçük Pasifik çizgili ahtapot geldi. Bilim adamları öğrendiklerini yeni bir koloni başlatmak için kullanacaklar. Bu sefer, periyodik olarak yeni vahşi hayvanlar ekleyerek gen havuzunu sağlıklı tutmayı umuyorlar.
Bay Grasse, onların refahını göz önünde bulundurarak, kafadanbacaklıların yapay evlerini zenginleştirmek için deniz kabukları, yapay bitkiler ve diğer nesneler sağlıyor. Ayrıca hayvanların diyetlerinde çeşitlilik, manzara değişiklikleri ve bazen kavanozda karides gibi eğlenceli bir proje olmasını sağlar. Bu zenginleştirmeler onların “ruh sağlığına” yardımcı oluyor.
İster av avlamak, ister kumda saklanmak olsun, türlerin doğal davranışlarını gerçekleştirmelerine izin vermek streslerini azaltır, dedi. Robyn Crook, San Francisco Eyalet Üniversitesi’nde nörobilimci. Kendi laboratuvarında, “Ahtapotlar için kullandığımız muhafazalar, çoğu zaman onları bulamadığımız noktaya kadar inanılmaz derecede zengin” dedi.
Dr. Crook, Deniz Biyolojisi Laboratuvarı’ndan bireylerle başladığı, kendi kendini idame ettiren bir sinek kuşu kısa kuyruklu kalamar kolonisine sahip. Geçen yıl yaptığı bir çalışmada, ahtapotların acı çektiğini gösterdi. Laboratuvarının biyolojik bulgularının, diğer bilim adamlarının esaret altındaki bu hayvanlara nasıl baktığını etkileyeceğini umuyor.
“Hayvanın refahı ne kadar iyiyse, o kadar iyi deneysel veriler elde edersiniz. Ve ihtiyacınız olan daha az hayvan,” dedi Dr. Crook. “Ve genel olarak, bu daha iyi bilim.”
Amerika Birleşik Devletleri’nde omurgasızlarla ilgili araştırmaları düzenleyen hiçbir yasa yoktur. Bilim adamları, fare, kuş veya balık gibi omurgası olan bir hayvanı incelemek istediklerinde, kurumları içindeki bir komiteden etik onayı almaları gerekir. Solucanları veya son derece zeki kafadanbacaklıları inceleyen bilim adamları, istediklerini yapabilirler.
Deniz Biyolojisi Laboratuvarı da dahil olmak üzere bazı kurumlar, kafadanbacaklılarla ilgili araştırmaları için gönüllü olarak aynı inceleme sürecini kullanıyor. Dr. Rosenthal, “Onlar için doğru olanı yapmak istiyoruz” dedi.
Yeni yasaların yokluğunda, Dr. Crook, tutsak yetiştirmenin ahtapotların ve diğer kafadanbacaklıların refahını iyileştirmenin başka bir yolu olduğunu söylüyor. Bir hayvan vahşi doğadan geliyorsa, araştırmacılar onlara ulaşmadan önce nasıl yakalandığını veya ele alındığını bilmiyorlar.
“MBL dışında gerçekten tutsak yetiştirilmiş kafadanbacaklıların hiçbir kaynağı yok Bu yüzden bu inanılmaz bir kaynak” dedi.
Dr. Crook, Woods Hole’daki ekibin Pasifik çizgili küçük ahtapot gibi hayvanlar yetiştirerek yalnızca laboratuvar hayvanlarının yaşamlarını iyileştirmekle kalmayıp, bilim insanlarına biyolojideki büyük soruları yanıtlamak için güçlü ve yeni bir araç sunacağını umuyor.
“Onlar inanılmaz derecede karmaşıklar – evrimsel olarak, nörobiyolojik olarak konuşursak – ve bizden tamamen farklılar, bu yüzden onları inceliyoruz,” Dr. dedi Crook. “Sefalopodlar, bize beyin hakkında başka türlü asla öğrenemeyeceğimiz şeyleri anlatmak için gerçekten eşsiz bir konumdalar.”
The New York Times haberinden çevrildi ve haberleştirildi.