Tin tức mới
Động vật thân mềm thông minh này có thể đổi màu nhờ các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào sắc tố với số lượng lên đến hàng nghìn tế bào nằm dưới bề mặt da. Mỗi tế bào chứa một túi đàn hồi gồm các hạt sắc tố được bao quanh bởi một vòng cơ giãn hoặc co lại khi được điều khiển bằng các dây thần kinh, hiển thị hoặc làm mờ màu sắc bên trong.
Bạch tuộc được cho là chủ yếu dựa vào thị giác để tạo nên những thay đổi màu sắc. Mặc dù rõ ràng bạch tuộc bị mù màu, nhưng chúng vẫn sử dụng mắt để phát hiện màu sắc của môi trường xung quanh, sau đó làm giãn hoặc co tế bào sắc tố của chúng cho phù hợp, đưa ra giả thuyết về một trong ba mẫu mô hình cơ bản để nguy trang trong chưa đầy một giây. Các thí nghiệm thực hiện vào những năm 1960 chứng tỏ các tế bào sắc tố phản xạ ánh sáng, cho thấy chúng được điều khiển không cần yếu tố từ não, nhưng đến nay chưa ai tiếp tục hướng nghiên cứu này.
Chuyên gia sinh học tiến hóa Desmond Ramirez và Todd Oakley thuộc trường Đại học California đã cắt các mảng da của 11 con bạch tuộc Octopus bimaculoides con và trưởng thành, rồi gắn chúng trên đĩa Petri bằng chân côn trùng và sử dụng các điốt phát xạ ánh sáng để chiếu ánh sáng bước sóng khác nhau lên các mẫu da. Họ nhận thấy các tế bào sắc tố phát triển nhanh và duy trì nhịp tăng trưởng này khi tiếp xúc liên tục với ánh sáng trắng. Trái lại, ánh sáng đỏ đã làm co cơ chậm và nhịp nhàng, nhưng không có sự phát triển của tế bào sắc tố.
Trong thí nghiệm, các tế bào sắc tố phản xạ tốt nhất với các bước sóng 480 nano mét tương ứng với ánh sáng xanh. Điều này cũng diễn ra với bước sóng mà một số opsin, protein nhạy ánh sáng sắc tố được tìm thấy trong mắt, hấp thụ tốt nhất. Do đó, nhóm nghiên cứu dự báo opsin trong da bạch tuộc có thể đóng vai trò như cảm biến ánh sáng.
Để kiểm chứng, nhóm đã nhuộm màu một số mẫu da bằng các kháng thể được đánh dấu bằng huỳnh quang có khả năng nhận diện và liên kết với các opsin và những protein khác tương tác với chúng. Kết quả cho thấy các tế bào thần kinh cảm biến trong da tổng hợp một phiên bản protein opsin cùng với G protein alpha và phospholipase C, hai enzym truyền tín hiệu từ các phân tử opsin được kích hoạt bởi ánh sáng vào bên trong tế bào và cần để bắt đầu phản ứng của tế bào.
Ngoài bạch tuộc, còn có nhiều loài khác được biết đến có da chứa các opsin và nhạy ánh sáng. Nhưng nghiên cứu này cung cấp bằng chứng rõ nét đầu tiên cho thấy da bạch tuộc cũng nhạy ánh sáng và còn gợi mở một cơ chế qua đó các tế bào sắc tố phát hiện và phản xạ ánh sáng.
Nghiên cứu khác cho thấy sâu cát (ragworm), một "hóa thạch sống" với mắt có các mảng tế bào chứa opsin ở mặt trước của bộ não, cũng có protein opsin tương tự như trong các tế bào thần kinh nằm ở mặt dưới của dây thần kinh và các phần phụ giống như tóc được nó dùng để trườn và bơi. Các sinh vật nguyên thủy này tiếp tục tránh ánh sáng sau khi bị mất đầu, cho thấy các opsin bên ngoài bộ não của chúng thực sự có liên quan đến khả năng cảm nhận ánh sáng.
Nhóm nghiên cứu tin rằng da bạch tuộc hoạt động giống như vậy. Trong mắt, các opsin được sắp xếp một cách có tổ chức bên trong các tế bào thụ quang, do đó chúng có thể tạo ra một phiên bản trung thực về trường nhìn (visual field) trên võng mạc. Trong các tế bào sắc tố, chúng được sắp xếp lỏng lẻo, do đó da nhạy ánh sáng chắc chắn sẽ phát hiện ra những thay đổi độ sáng, hơn là tạo một hình ảnh chi tiết.
Vẫn chưa rõ liệu các tế bào sắc tố của bạch tuộc đóng vai trò như cảm biến ánh sáng, thụ thể cơ học hoặc cả 2 vai trò này hay không, nhưng nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch tìm kiếm trong một chuỗi thử nghiệm mới nhằm xác định loại hành vi liên quan. Thực tế các opsin có trong tế bào nhạy cơ học cho thấy chúng có vai trò phổ biến và lâu dài trong các quá trình này.
Các nhà khoa học dự kiến sẽ so sánh các opsin trong da và mắt của nhiều loài khác nhau để xác định mối liên hệ giữa chúng và tìm hiểu xem các phản xạ ánh sáng không liên quan đến thị giác có kết hợp với các opsin hiện có hay phát triển độc lập.
