Губаны умеют видеть кожей. И не теряют этой способности даже после смерти

Морские биологи из Университета Северной Каролины в Уилмингтоне обнаружили, что рыбы длинноперые губаны могут не только менять цвет кожи, как хамелеоны, но и видеть кожей. Исследователи идентифицировали у рыб специальные светочувствительные клетки опсины, которые находятся прямо под слоем клеток, меняющих цвет кожи.

По выводам экспертов, это механизм дополнительного «зрения», который позволяет губанам наблюдать за собой со стороны и подстраивать свой цвет под окружающую среду. Что-то вроде того, как мы смотрим в зеркало, чтобы убедиться, что нормально оделись. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Метаморфозы после смерти

Удивительное открытие о способностях длинноперых губанов сделала биолог Лори Швейкерт на рыбалке во Флорида-Кис. Она поймала в районе рифов эту рыбу и бросила ее на палубу, но когда собралась пойти положить губана в холодильник, то обнаружила, что рыба поменяла цвет и рисунок, став точь-в-точь как палуба, на которой лежала. Длинноперые губаны известны своей способностью к маскировке, их называют морскими хамелеонами Атлантики. Однако, Швейкерт была поражена тем, что рыба продолжала менять цвет, когда уже была мертва. Это могло означать, что губан мог улавливать свет, не используя глаза и мозг. Но тогда как?

Вместе с другими коллегами биолог начала изучать феномен длинноперых губанов. Исследователи предположили, что это «кожное зрение». Сначала они выяснили, что у этих рыб есть ген светочувствительного белка опсина, который активируется в их коже. (Опсины, кстати, есть и в сетчатке глаз человека. — Прим. авт.) У другие животных, умеющих менять цвет, например гекконов и осьминогов, тоже есть этот ген, но как они его используют, оставалось не ясно.

Встроенный «полароид»

В новом исследовании с помощью биохимического метода иммуномаркировки и просвечивающего электронного микроскопа авторы сумели точно определить, где именно опсины находятся в коже длинноперых губанов. Оказалось, что они не вырабатываются в хроматофорных клетках, отвечающих за смену цвета кожи, а содержатся в неизвестном ранее типе клеток, расположенных прямо под хроматофорами.

То есть свет, попадая на кожу, преодолевает слой клеток с пигментом, а затем попадает в светочувствительный слой, заполненный опсинами. Такой механизм, по словам ученых, похож на «внутреннюю полароидную пленку» — он фиксирует световые изменения, которые рыбы фильтруют через свою кожу.

Зачем губанам менять цвет

Биологи считают, что, скорее всего, это механизм обратной сенсорной связи. Люди могут следить за своим внешним видом, используя зеркало, повернув шею или как-то иначе изогнувшись. Но в случае губанов это не самолюбование и не опрятность, а возможность «настраивать» кожу в зависимости от среды, чтобы прятаться от хищников, запугать соперников, привлекать противоположный пол и делать многое другое, что важно для выживания.

Авторы отмечают, что кожное зрение все-таки не то же самое, что «глазное», так как глаз выполняет больше работы, получая информацию и обрабатывая изображения вместе с мозгом.

Открытие может пригодится в разработках методов сенсорной обратной связи, которую до сих пор пытаются разгадать. Ее можно использовать, например, у роботов, управляемых конечностей, беспилотных автомобилей и других устройств, чтобы они могли полагаться на что-то еще, кроме данных с камер.