Viele Tierarten sterben, nachdem sie sich fortgepflanzt haben. Aber bei Krakenmüttern ist dieser Rückgang besonders alarmierend:Bei den meisten Arten hört die Krakenmutter auf zu fressen, wenn die Eier kurz vor dem Schlüpfen stehen. Dann verlässt sie ihre schützende Hülle über ihrer Brut und ist auf Selbstzerstörung ausgerichtet . Sie könnte sich gegen einen Felsen schlagen, an ihrer eigenen Haut reißen, sogar Teile ihrer eigenen Arme essen.
Jetzt haben Forscher die Chemikalien entdeckt, die diesen tödlichen Rausch zu kontrollieren scheinen. Nachdem ein Tintenfisch Eier gelegt hat, erfährt er Veränderungen in der Produktion und Verwendung von Cholesterin in seinem Körper, was wiederum seine Produktion von Steroidhormonen erhöht – eine biochemische Verschiebung, die ihn zum Scheitern verurteilt. Einige der Veränderungen könnten auf Prozesse hindeuten, die die Langlebigkeit bei Wirbellosen allgemeiner erklären, sagte Z. Yan Wang, Assistenzprofessor für Psychologie und Biologie an der Universität von Washington.
"Jetzt, da wir diese Wege haben, sind wir wirklich daran interessiert, sie mit individuellen Verhaltensweisen oder sogar individuellen Unterschieden darin zu verknüpfen, wie Tiere diese Verhaltensweisen ausdrücken", sagte Wang gegenüber WordsSideKick.com.
Auf den Tod programmiert
Schon als Studentin im Hauptfach Englisch war Wang von der weiblichen Fortpflanzung fasziniert, sagte sie. Als sie zur Graduiertenschule in Naturwissenschaften wechselte, behielt sie dieses Interesse bei und war beeindruckt von dem dramatischen Tod von Krakenmüttern, nachdem sie ihre Eier gelegt hatten. Niemand kennt den Zweck des Verhaltens. Zu den Theorien gehört die Idee, dass die dramatischen Todesanzeigen Raubtiere von den Eiern weglocken oder dass der Körper der Mutter Nährstoffe an das Wasser abgibt, die die Eier ernähren. Höchstwahrscheinlich, sagte Wang, schützt das Sterben die Babys vor der älteren Generation. Tintenfische sind Kannibalen, sagte sie, und wenn ältere Tintenfische in der Nähe bleiben, könnten sie am Ende alle Jungen des anderen fressen.
Eine Studie des Psychologen Jerome Wodinsky von der Brandeis University aus dem Jahr 1977 fand heraus, dass der Mechanismus hinter dieser Selbstzerstörung in den Sehdrüsen lag, einer Gruppe von Drüsen in der Nähe der Augen des Oktopus, die ungefähr der Hypophyse beim Menschen entsprechen. Wenn die Nerven zur Sehdrüse durchtrennt würden, stellte Wodinsky fest, würde die Tintenfischmutter ihre Eier aufgeben, wieder anfangen zu fressen und weitere vier bis sechs Monate leben. Das ist eine beeindruckende Lebensverlängerung für Kreaturen, die nur etwa ein Jahr leben.
Aber niemand wusste, was die Sehdrüse tat, um diese Kaskade von Selbstverletzungen zu kontrollieren.
„Von Anfang an war ich sehr daran interessiert, die Experimente durchzuführen, die wir in dem gerade veröffentlichten Artikel beschrieben haben, bei dem es im Wesentlichen darum geht, die Sehdrüse zu entsaften und dann die Bestandteile dieses Saftes zu identifizieren“, sagte Wang.
Wang und ihre Kollegen analysierten die Chemikalien, die in den Sehdrüsen kalifornischer Zweipunkt-Kraken (Octopus bimaculoides) produziert werden ) nachdem sie Eier gelegt haben. Im Jahr 2018 zeigte eine genetische Analyse derselben Art, dass nach der Eiablage die Gene in den Sehdrüsen, die Steroidhormone produzieren (die teilweise aus Cholesterinkomponenten aufgebaut sind), auf Hochtouren gingen. Mit dieser Studie als Wegweiser konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die Steroide und verwandte Chemikalien, die von den Sehdrüsen in den Zweifleck-Kraken produziert werden.
Bild 1 von 3Fatale Veränderungen
Sie fanden drei separate chemische Verschiebungen, die ungefähr zu der Zeit auftraten, als die Krakenmutter ihre Eier legte. Das erste war ein Anstieg von Pregnenolon und Progesteron, zwei Hormonen, die bei einer Vielzahl von Lebewesen mit der Fortpflanzung in Verbindung gebracht werden (beim Menschen steigt das Progesteron während des Eisprungs an und während der frühen Schwangerschaft ). Die zweiten Schichten waren überraschender. Die Tintenfischmütter begannen, höhere Spiegel eines Cholesterinbausteins namens 7-Dehydrocholesterin oder 7-DHC zu produzieren. Menschen produzieren 7-DHC bei der Herstellung von Cholesterin auch, aber sie behalten keine lange in ihren Systemen; die Verbindung ist giftig. Tatsächlich können Säuglinge, die mit der genetischen Störung des Smith-Lemli-Opitz-Syndroms geboren wurden, 7-DHC nicht beseitigen. Das Ergebnis sind geistige Behinderung, Verhaltensprobleme einschließlich Selbstverletzung und körperliche Anomalien wie zusätzliche Finger und Zehen und Gaumenspalten.
Schließlich begannen die Sehdrüsen auch, mehr Komponenten für Gallensäuren zu produzieren, die von der Leber bei Menschen und anderen Tieren hergestellt werden. Oktopusse haben nicht die gleiche Art von Gallensäuren wie Säugetiere, aber sie stellen anscheinend die Bausteine für diese Gallensäuren her.
"Es deutet darauf hin, dass es sich um eine brandneue Klasse von Signalmolekülen im Oktopus handelt", sagte Wang.
Die Gallensäure-Komponenten sind faszinierend, sagte Wang, weil gezeigt wurde, dass eine ähnliche Gruppe von Säuren die Lebensdauer des Wurms Caenorhabditis elegans kontrolliert , das aufgrund seiner Einfachheit in der wissenschaftlichen Forschung häufig verwendet wird. Es kann sein, dass die Gallensäurekomponenten wichtig sind, um die Langlebigkeit von wirbellosen Arten zu kontrollieren, sagte Wang.
Oktopusse sind in Gefangenschaft schwer zu studieren, da sie viel Platz und perfekte Bedingungen benötigen, um geschlechtsreif zu werden und sich zu vermehren. Wang und andere Oktopus-Forscher haben nun einen Weg gefunden, den kleineren pazifischen Streifenkraken (Octopus chierchiae) zu halten ) lebend und im Labor brütend. Im Gegensatz zu den meisten anderen Tintenfischarten können sich Streifenkraken mehrmals paaren und mehrere Gelege ausbrüten. Sie zerstören sich nicht selbst, wenn ihre Eier zum Schlüpfen bereit sind, was sie zu perfekten Exemplaren macht, um den Ursprung des krankhaften Verhaltens zu untersuchen.
„Ich bin wirklich, wirklich aufgeregt, die Dynamik der Sehdrüse bei dieser Spezies zu studieren“, sagte Wang.
Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse am 12. Mai in der Zeitschrift Current Biology .