科学家揭示章鱼吸盘中的触觉和味觉传感器工作原理

科学家揭示章鱼吸盘中的触觉和味觉传感器工作原理

章鱼给人类带来的灵感已经持续了数百年，从北欧神话中的海怪，到现代电视节目中的"海底探险"，再到最近流行的"我的章鱼老师"。章鱼拥有八条布满吸盘的触手，这些独特的器官不仅用于触摸和品尝，还是它们捕食和觅食的关键工具。

多年来，科学家一直在研究章鱼触手，特别是吸盘的工作原理，这促使了大量生物力学实验的开展。然而，很少有研究深入探讨分子层面的变化。在一项最新发表于《细胞》期刊的研究中，哈佛大学的研究团队揭示了章鱼手臂神经系统（在很大程度上独立于中央大脑）如何管理这些活动。

研究团队在吸盘内的第一层细胞中发现了一个新颖的传感器家族，这些传感器能够响应并检测在水中不易溶解的分子。研究表明，这些被称为趋化感受器的传感器利用这些分子帮助动物识别所接触的物体，并区分是否为猎物。

"我们认为，由于这些分子不易溶解，因此可以在章鱼的猎物和（无论动物接触到的）表面上发现它们，"分子和细胞生物学助理教授尼古拉斯·贝洛诺（Nicholas Bellono）解释道。"所以，当章鱼碰到岩石而不是螃蟹时，它的手臂就能分辨出来，因为螃蟹除了触感，还有独特的味道。"

此外，科学家发现这些受体的反应及其随后传递给细胞和神经系统的信号具有多样性。贝洛诺表示："我们认为这很重要，因为它可以简化章鱼的感觉，并利用半自主的手臂神经系统处理复杂的信号。"

研究团队通过将受体插入青蛙卵和人类细胞系中，研究其分离功能。他们发现，只有不易溶解的分子才能激活这些受体。在实验室中，章鱼对地板上注入的特定分子表现出强烈反应，证实了这些受体的功能。

这项研究不仅有助于理解章鱼和其他头足类动物（如鱿鱼和乌贼）的感官系统，还为蛋白质进化和信号编码提供了新的见解。研究团队目前正在探索这些动物可能检测到的其他天然分子。

该研究得到了纽约干细胞基金会、塞尔学者计划、斯隆基金会、克林根斯坦-西蒙斯奖学金、美国国立卫生研究院和瑞士国家科学基金会的支持。