Як саме восьминоги виявляють небезпечні речовини? Дослідники пояснюють, що коли їжа починає гнити, на ній активно розмножуються бактерії, які виробляють специфічні молекули. Саме на ці молекули реагують присоски цих морських істот, активуючи в них механізм відмови від такої їжі. Це дозволяє молюску уникнути потенційної шкоди для власного здоров’я або для кладки яєць. Подібні приклади взаємодії з мікроорганізмами вже спостерігалися в природі. Наприклад, хоанофлагеляти, мікроскопічні організми, здатні об’єднуватися в колонії, коли виявляють присутність шкідливих бактерій, попереджаючи один одного та підвищуючи шанси на виживання.

Молекулярний біолог Ніколас Беллоно з Гарвардського університету та його колега Ребекка Сепела припустили, що восьминоги також можуть реагувати на мікроби, з якими вони стикаються. Їхні спостереження за самкою каліфорнійського двоп’ятнистого восьминога (Octopus bimaculoides) в лабораторних умовах виявили, що вона ретельно перебирала свої яйця, викидаючи деякі з них. Детальне дослідження викинутих яєць за допомогою скануючого електронного мікроскопа показало, що вони були покриті мікробами. Це дозволило припустити, що самка виявила заражені яйця і позбулася їх, щоб запобігти поширенню інфекції на всю кладку. Аналогічну поведінку спостерігали і щодо здобичі: восьминоги відкидали крабів, на панцирах яких були присутні бактерії.

Для підтвердження цих гіпотез, Сепела та її команда провели поглиблені дослідження. Вони ідентифікували близько 300 видів мікробів, які частіше зустрічалися на поверхні яєць та панцирів крабів, відкинутих восьминогами. Вчені зібрали хімічні речовини, що виробляються цими мікробами, і помістили їх у чашку з генно модифікованими клітинами. Ці клітини були спеціально адаптовані, щоб мати рецептори, ідентичні тим, що знаходяться на присосках головоногих. Коли ці адаптовані клітини виявляли молекули шкідливих бактерій, вони генерували електричні сигнали, які у живого восьминога передавали б інформацію до мозку тварини, сповіщаючи про небезпеку.

Найбільш потужними “подразниками” виявилися хімікат H3C, що світився на панцирах крабів, що розкладалися, та сполука LUM, знайдена на яєчній шкаралупі. Щоб перевірити реакцію молюсків на ці речовини в реальних умовах, команда нанесла хімікат H3C на пластикових крабів і дозволила їм дослідити іграшки. Було помічено, що восьминоги швидко намагалися з’їсти крабів без H3C, але категорично відкидали тих, на яких був нанесений цей хімікат. Аналогічний експеримент був проведений з гелевими яйцями, покритими сполукою LUM. Матері-восьминоги виношували “чисті” желейні яйця поруч зі своїми власними кладками, але одразу ж викидали ті, на яких був присутній хімікат.

Гізер Ейстен, біологиня з Мічиганського державного університету, відзначила високий рівень майстерності проведеної роботи, підкресливши, що бактерії щодня виділяють хімічні речовини, і було б дивно, якби такі розумні істоти, як восьминоги, не звернули на це уваги. Це дослідження значно поглиблює наше розуміння сенсорних можливостей морських мешканців та їхньої взаємодії з мікробним світом.