كيف يتغير لون الأخطبوطات؟

قد تكون الأخطبوطات غريبة الأطوار في الطبيعة: فهي تمتلك أجسامًا اسفنجية يمكنها الضغط من خلال الشقوق الصغيرة ثمانية أذرع مغطاة بالشفط يمكن إعادة نموها ثلاثة قلوب تضخ الدم الأزرق الغني بالنحاس عبر عروقها.

كيف يتغير لون الأخطبوطات؟

تمتلك أدمغة ضخمة على شكل دونات تمنحهم ذكاءً فائقًا مقارنة باللافقاريات الأخرى. ولكن يمكن القول إن أكثر السمات إثارة للرهبة لدى الأخطبوطات هي قدرتها على تغيير اللون بسرعة والاندماج في محيطها وتمويه نفسها كما تشاء.

التمويه مهارة مهمة تشترك فيها جميع رأسيات الأرجل تقريبًا مجموعة من اللافقاريات البحرية التي تشمل أيضًا الحبار لكن الأخطبوطات نقلتها إلى مستوى آخر تمامًا.

وتمتلك هذه الحيوانات أعلى أنماط دقة لأي رأسيات أرجل وتعرض بعضًا من أسرع التحولات اللونية في مملكة الحيوان بأكملها. (يوجد حوالي 300 نوع من الأخطبوط بترتيب Octopoda.

لقد أربك إتقان الأخطبوط للتمويه الباحثين منذ بداية العلم نفسه. منذ حوالي 2400 عام قام أرسطو، الفيلسوف اليوناني القديم والذي غالبًا ما يُعتبر أحد الآباء المؤسسين للعلم الحديث بتدوين الملاحظات التفصيلية لتمويه الأخطبوط.

أول شخص معروف يفعل ذلك ليلى ديرافي، عالمة الكيمياء الحيوية في جامعة نورث إيسترن في ماساتشوستس الذي يدرس ميكانيكا تمويه الأخطبوط، قالت إنه على الرغم من أن تمويه الأخطبوط "تمت دراسته ومراقبته لقرون لم تحدث الكثير من التطورات" حتى وقت قريب جدًا.

وإليك السبب: يعد تغيير اللون في رأسيات الأرجل عملية معقدة تتضمن العديد من المكونات المجهرية المختلفة.

وقال ديرافي إن هذا يجعل من "شبه المستحيل" الإجابة بالضبط عن كيفية عملها. ومع ذلك في العقود القليلة الماضية مكنت التكنولوجيا المتطورة الباحثين من تفكيك المكونات الفردية لتمويه رأسيات الأرجل وبدأوا الآن في فهم كيفية عملها على حد قولها.

ما الذي يجعل الأخطبوط يتغير لونه؟

يمكن للأخطبوط أن يغير درجات الألوان لأن لديه حوامل كروماتوفور وهي أعضاء صغيرة متغيرة اللون تنتشر في جميع أنحاء جلد الأخطبوط.

قال ديرافي إن قلب كل حامل كروماتوفور توجد أكياس صغيرة مليئة بجسيمات نانوية من صبغة تسمى زانثوماتين. وأضافت أن الأكياس الصبغية محاطة بمصفوفة مرنة ترتبط بدورها بخلايا العضلات التي تحيط بالكيس في شكل نجمة مدببة.

عندما تنقبض هذه الخلايا العضلية ، يتمدد كيس الصباغ مما يسمح بدخول المزيد من الضوء إلى الخلية وينعكس على جزيئات الزانثوماتين. نظرًا لأن الزانثوماتين يمتص أطوالًا موجية أو ألوانًا معينة من الضوء المرئي، فإن الضوء الذي ينعكس مرة أخرى من الكروماتوفور لون مختلف مقارنة بالضوء الذي دخل الخلية لأول مرة.

هناك ثلاث طبقات من الكروماتوفور في جلد الأخطبوط وكل طبقة بها جزيئات زانثوماتين تعكس لونًا مختلفًا. قال ديرافي إن الطبقة العليا تنتج لونًا أصفر وتعكس الطبقة الوسطى لونًا أحمر وتنتج الطبقة السفلية لونًا بنيًا.

ويمكن أن تدمج الأخطبوطات هذه الألوان عن طريق تغيير شكل كروماتوفورس في كل طبقة مما يمكّن رأسيات الأرجل من إنشاء مجموعة واسعة من الأشكال.

يتم التحكم في كل حامل كروماتوفور فردي والذي يمكن أن يكون هناك عشرات الآلاف أو حتى الملايين حسب حجم النوع، بإشارات عصبية مباشرة من دماغ الأخطبوط تتسبب في تقلص العضلات المحيطة بالكيس أو الاسترخاء وتغيير شكلها.

قال ديرافي: "الأمر يشبه تمامًا طريقة ثني العضلة ذات الرأسين وإشارات دماغك للثني وتنثني باستخدام الكروماتوفورات، يرسل دماغ الأخطبوط إشارات لسحب هذه العضلات لفتح هذه الأكياس، مما يؤدي بعد ذلك إلى تغيير لون الجلد.

الكروماتوفورات ليست هي الهياكل الوحيدة المشاركة في تغيير اللون. يمكن للأعضاء الإضافية ، المعروفة باسم iridophores و leucophores ، في جلد بعض أنواع الأخطبوط أن تساعد في تحسين أو تغيير الألوان التي تنتجها.

الأخطبوطات

تمتلك الأخطبوطات أيضًا آلات في جلدها تساعدها على تغيير نسيجها مما يضيف طبقة أخرى لتمويهها. لديهم نتوءات صغيرة تسمى الحليمات يمكن استرخائها مما يجعل الجلد ناعمًا مثل الأعشاب البحرية أو ينقبض مما يجعل الجلد متكتلًا وخشنًا مثل الصخور. قال ديرافي إن الحليمات تتحكم فيها أيضًا إشارات عصبية من الدماغ ، لكن عملية تغيير النسيج هذه أقل فهمًا من تغيير اللون.

ما الذي يجعل الأخطبوطات جيدة جدا في تغيير اللون؟
تعتمد العديد من الحيوانات على التمويه لكن الأخطبوطات في اتحاد خاص بها ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى السرعة والدقة التي يمكن بها الانتقال بين ألوان مختلفة إلى حد كبير. قال ديرافي: "إنها جزء من الثانية، أعتقد أن أسرع انتقالات أقل من 100 مللي ثانية (0.1 ثانية) ، وهي أسرع من غمضة عين."

في المقابل يمكن أن تستغرق الحرباء عدة ثوانٍ إلى أكثر من دقيقة لتغيير اللون تمامًا.

لماذا تحتاج الأخطبوطات للتمويه؟

على الرغم من أن آليات تمويه الأخطبوط لا تزال قيد الكشف، إلا أن العلماء لديهم فهم أفضل بكثير لسبب تغير لون هذه الحيوانات الرائعة.

إعلان
قالت جينيفر ماثر، عالمة النفس بجامعة ليثبريدج في كندا والمتخصصة في سلوك رأسيات الأرجل: "الأخطبوطات ليس لها حماية خارجية". بالنسبة إلى حيوان مفترس فإن الأخطبوط هو حزمة غير محمية من البروتين، مما يعني أن كل شخص في المحيط يسعى للحصول عليها".

قال ماذر: "من منظور تطوري لم يكن أمام الأخطبوط خيار بدون الحماية المادية، كان لابد من تطوير طرق لا يمكن رؤيتها".

طورت بعض الأخطبوطات طرقًا أخرى للاختباء. على سبيل المثال فقدت الأخطبوطات الزجاجية المراوغة كل كروماتوفوراتها وأصبحت شفافة تمامًا تقريبًا.

ومع ذلك بالنسبة للأنواع التي تعتمد على تغيير اللون فإن تكييف لونها هو قدرة متأصلة متاحة لهم منذ لحظة ولادتهم.

هناك استخدامات أخرى للتمويه أيضًا مثل الصيد وقال ماذر نميل إلى التفكير في الأمر على أنه قدرة دفاعية وأعتقد أنه أكثر أهمية كدفاع، لكن هذا لا يعني أنه ليس من المفيد التسلل إلى شيء ما.

بالإضافة إلى عدم ملاحظتها من قبل فرائسها ، يمكن للأخطبوطات أيضًا استخدام العروض المذهلة ، حيث يكسرون التمويه ويصعقون فرائسهم بتحولات جذرية وسريعة في اللون قبل محاصرةهم بسرعة.

ومع ذلك تستخدم الأخطبوطات ألوانها أحيانًا للتواصل مع الحيوانات الأخرى. على سبيل المثال، تنتج الأخطبوطات ذات الحلقات الزرقاء وهي أربعة أنواع من الأخطبوط الصغير للغاية ولكنها شديدة السمية حلقات مضيئة لتحذير الحيوانات للابتعاد عنها لتجنب التعرض للتسمم وفقًا لدراسة نشرت عام 2019 في مجلة Molluscan Research.