الأخطبوطات والحبار - تمويه في عمى الألوان

تعتبر فئة رأسيات الأرجل واحدة من أكثر المجموعات الرائعة والخاصة في عالم الحيوان وتقدم مجموعة محترمة من الميزات غير العادية

تعد فئة رأسيات الأرجل واحدة من أكثر المجموعات الرائعة والخاصة في عالم الحيوان وتقدم مجموعة محترمة من الميزات غير العادية. توزيعها موجود في جميع البحار والمحيطات، من مناطق الوسادات إلى المناطق المتوسطة، والدليل على وجودها موجود بالفعل منذ العصر الكامبري. يشكل ممثلو هذه الفئة أكبر اللافقاريات التي تطورت أثناء التطور.

لدى معظمهم 8 أو 10 أذرع بالقرب من الرأس (ومن هنا اسم المجموعة)، وبعضها مزود بأزرار كبس تستخدم للحركة والبيتا. يتكون الفم من "منقار" متصلب، وغالبًا ما يكون مزودًا بغدد لعابية تفرز مادة سامة. كما تمتلك معظم الأنواع غدة داخلية تفرز مادة سوداء تشبه الحبر، تفرز في الماء لتغطية هروبها.

كما أن طريقتهم في الحركة فريدة من نوعها - فبالإضافة إلى قدرتهم على السباحة في المسطحات المائية عن طريق حواف العباءة التي امتدت إلى زعانف أو عن طريق قبض أذرعهم، فإن لديهم أيضًا القدرة على التحرك النفاث - تقدم سريع للغاية نتيجة "إطلاق" تيار من الماء عبر السطح (قناة أنبوبية).

ومع ذلك، من بين الخصائص الفريدة لرؤوس الأقدام، تبرز قدرتها المذهلة على تغيير أنماط الألوان وملمس الجلد بسرعة مذهلة ودقة قياسية. تعتمد أساليب التمويه والاختباء الخاصة بهم على هذه الميزة الفريدة ويستخدمونها للابتعاد عن أعين الحيوانات المفترسة المحتملة في بيئتهم الطبيعية.

قد يكون هذا تكيفًا حدث منذ زمن طويل في رأسيات الأرجل المبكرة، من الكولويدات، كرد فعل لفقدان قوقعة ضخمة لحمايتها (Messenger، 1974). لذلك، كما هو الحال مع العديد من أسماك الجرام، طورت رأسيات الأرجل نظام تمويه يعكس الضوء المحيط ويجعل من الصعب تمييزها. بالإضافة إلى ذلك، تم أيضًا تطوير نظام تكميلي ونشط، يعمل على تكييف سطوع نماذج الجلد والجسم مع تلك الموجودة في البيئة.

تعود الأنماط غير المعتادة والقدرة على التحكم بها إلى وجود خلايا كروماتوفورية منتشرة على سطح الجلد. وينتج توسع هذه الخلايا عن عمل خلايا عضلية صغيرة في محيطها. عندما تنقبض العضلة، يتم سحب الكروماتوفور للخارج وعندما تسترخي العضلات، يتركز الصباغ في الداخل ويكون أقل وضوحًا للخارج. يتم التحكم في الخلايا العضلية المحيطة بالكروماتوفورز عن طريق الجهاز العصبي وربما أيضًا عن طريق الهرمونات، حيث يكون البصر هو المحفز المركزي الأولي.

ومع ذلك، فقد أظهرت العديد من الدراسات أن معظم رأسيات الأرجل مصابة بعمى الألوان (Orlov & Byzov, 1961,1962, 1968; Hammasaki, 1973; Messenger et al, XNUMX)، مما يثير التساؤل حول مدى قدرتها على التحكم في لون بشرتها والتكيف معها. تماما لبيئتهم.

لا تُستخدم تغيرات الألوان وأنماط الجسم للتمويه فحسب، بل تستخدم العديد من الأنواع أنماط الألوان المصحوبة بحركات الجسم لأغراض التواصل بين الجنسين وسلوك المغازلة على وجه الخصوص. في كثير من الأحيان يتغير لون الجسم كرد فعل لبعض الاضطرابات، وليس لأغراض التمويه على وجه التحديد. على سبيل المثال، يكون الحبار الشائع Loligo vulgaris شاحب اللون عادةً، ولكنه يصبح داكنًا عندما يزعجه عامل خارجي. العديد من رأسيات الأرجل الأخرى، بما في ذلك الأخطبوطات والحبار، تظهر عليها هالات سوداء حول العينين عند إزعاجها.

تظهر المجموعة الأكثر إثارة للإعجاب من أنماط الألوان وأوضاع الجسم أثناء الخطوبة. في البني الداكن الرسمي، على سبيل المثال، يعرض الذكر نمطًا لونيًا مخططًا ويسبح فوق الأنثى ويصنع عروضًا توضح لها هويته ونواياه. وهذا الأداء موجه أيضًا إلى الذكور الآخرين حتى ينسحب أحد المتسابقين.

سيتناول هذا العمل جوانب مختلفة من أنماط الجسم المتغيرة في العديد من أنواع رأسيات الأرجل، لأغراض التمويه والتواصل بين الأفراد المختلفين.

استخدام نماذج الجسم للتمويه والاختباء

فيما يلي تعريفان يكملان بعضهما البعض لمفهوم "التمويه"، بحيث يصف بشكل جيد تمويه الرأس والقدمين:

• وفقًا لإدموندز (Edmunds, 1974) - "يتم تمويه الحيوان عندما يحاكي جزءًا من بيئته وبالتالي يصبح مخفيًا (مبهمًا)"
• وفقًا لإندلر (Endler, 1991) - "يكون اللون أو النمط غامضًا إذا كان يحاكي نمطًا عشوائيًا من الخلفية المرئية، كما يراه المفترس في الزمان والمكان الذي تتعرض فيه الفريسة للافتراس".

كان هولمز (هولمز، 1940) أول من لاحظ ووصف خصائص الألوان التكيفية في الحبار Sepia Officialis. وأظهر أن الأفراد الذين تم وضعهم في حاوية ذات قاع رملي داكن متناثرة عليها أصداف كبيرة لامعة خلقوا نمطًا لونيًا مزعجًا اعتمادًا على التربة.
وفقًا لهانلون وماسنجر (Hanlon & Messenger, 1988) تنقسم أنماط ألوان الجسم إلى ثلاث فئات:

• موحد - يقدم الجسم كله نمطًا واحدًا وموحدًا.
• مرقطة - بقع داكنة ذات أشكال غير منتظمة وأحجام متفاوتة تغطي الجسم.
• تخريبي - مثال (أو أمثلة) ذو تباين عالٍ "يكسر" المظهر الموحد للجسم. النمط "التخريبي" الشائع هو مربع واحد ساطع يظهر في وسط العباءة.

ويعتمد النمط المختار في وقت معين على المعلومات البصرية التي يتلقاها الحيوان وطريقة إدراك هذه المعلومات. بعد التمييز الذي توصل إليه هولمز منذ عام 1940، حاول هانلون وتشياو (Hanlon & Chiao, 2001) تحديد خصائص المحفز البصري الذي يتسبب في تغيير الحبار للنمط من النمط الموحد إلى النمط التخريبي. ولهذا الغرض، قاموا بتربية 6 حبار صغير من النوع Sepia pharaonis في خزانات مياه البحر ذات قاع يظهر خلفية صناعية تم إنشاؤها بواسطة برنامج كمبيوتر. تم تصميم الخلفية الاصطناعية التي تم تقديمها لمحاكاة الركيزة التي وصفها هولمز في بحثه - خلفية داكنة بها بقع ضوئية. وتم تغيير العديد من العوامل خلال التجارب، بما في ذلك كثافة البقع البيضاء وحجمها وشكلها وشدة سطوعها.

تم تصنيف التفاعل المعبر عنه في النموذج الذي أظهره الحبار نوعيًا إلى أحد المستويات الثلاثة:

1. نمط موحد، دون وصمة عار مزعجة.
2. نمط تخريبي ولكن غير واضح.
3. نمط تخريبي واضح.

من نتائج أبحاثهم، يمكن ملاحظة أن الحيوانات "ترتدي" أنماطًا من الألوان مناسبة لتمويهها الفعال على ركيزة معينة: على ركيزة من البقع المضيئة على خلفية داكنة، سيتم عرض ظاهرة مدمرة تتأثر بـ كثافة البقع على الركيزة وحجمها وسطوعها، لكنها بشكل عام لا تتأثر بشكلها أو لونها، طالما أنها مشرقة بالنسبة للخلفية.

كيف تقوم رأسيات الأرجل بإنشاء أنماط الألوان التي تتناسب مع محيطها دون تمييز الألوان؟

تُظهِر العديد من رأسيات الأرجل، والأخطبوطات على وجه الخصوص، قدرة غير عادية على تكييف لون جسمها مع بيئتها المباشرة. ومن المثير للدهشة أن هناك الكثير من الأدلة على أن معظمهم مصابون بعمى الألوان وغير قادرين على تمييز ألوان البيئة المختلفة على الإطلاق. فكيف يتطابق لون بشرتهم إذن مع الأطوال الموجية للضوء المنعكس من الأجسام الموجودة في البيئة؟

في دراسة أجريت عام 1973 (Messenger et al, 1973) تم اقتراح أنهم لا يفعلون ذلك بشكل نشط من خلال نشاط الكروماتوفورز ولكن من خلال استخدام الهياكل الموجودة في الجلد والتي تعمل بحيث ينعكس الضوء الذي يضربها تلقائيًا، عند الطول الموجي المناسب. . هذه الهياكل هي القزحية والحاملات البيضاء، وهي هياكل متعددة الطبقات تعتمد على عاكسات مثالية تقريبًا، والتي تعكس الضوء عند أي طول موجي.

عندما تم تعريض الأخطبوطات والحبار الناضجة لضوء أحادي اللون بأطوال موجية مختلفة (Messenger، 1974) انقبضت العديد من الكروماتوفور وكشفت الطبقة السفلية من الخلايا العاكسة، والقزحية، والحاملات البيضاء. ونتيجة لذلك، فإن الضوء المنعكس من أجزاء مختلفة من الجسم يطابق الضوء عند الطول الموجي المتوقع. يتم تعزيز هذا التأثير عندما يتم تقليص طبقة الكروماتوفور بالكامل ويتم تحييد نشاطها. ومن خلال قطع الألياف العصبية التي تتحكم في الكروماتوفور على أحد جانبي الوشاح، أظهروا أنه تم تحقيق تطابق أفضل مع الأطوال الموجية المشعة على هذا الجانب من الوشاح مقارنة بالجانب الآخر، حيث يكون نشاط الكروماتوفور طبيعيًا.

هناك حقيقة أخرى تدعم هذه الفرضية وهي أن الأصباغ الموجودة في الكروماتوفور في العديد من الأنواع تقتصر فقط على الجانب الأحمر من الطيف. على سبيل المثال، يحتوي الأخطبوط الشائع على نوعين من الكروماتوفور - داكن (أسود أو أسود-أحمر) وخفيف (برتقالي-أصفر). يوجد في Sepia Officialis ثلاثة أنواع - الأسود والبني والأحمر البرتقالي والبرتقالي الأصفر. في هذه الأنواع، لا تحتوي الكروماتوفورات على أصباغ خضراء وزرقاء وأرجوانية، لذلك من المستحيل عليها إنتاج ألوان ذات أطوال موجية أقصر من اللون الأصفر. ومن ثم، لا يمكن استخدامها إلا لتقليد ألوان الرمال الصفراء أو الصخور البنية، بينما تظهر الحيوانات عمليًا مجموعة واسعة من الألوان على الجانب الآخر من الطيف أيضًا.

إذا كان الأمر كذلك - فإن الحبار والأخطبوطات لا تستجيب على الإطلاق للأطوال الموجية المختلفة للركيزة لتنظيم عمل الكروماتوفور. تنعكس الأطوال الموجية المنعكسة من الركيزة في الانعكاس السلبي للضوء في الخلايا العاكسة، بينما يتمثل دور الكروماتوفورز في إنشاء أنماط على الجلد تنتج عن امتصاص درجات سطوع مختلفة من الركيزة - كلما كان التباين أقوى في الركيزة، وأكثر التأكيد على النمط الذي يظهره الحيوان.

يتم الحصول على التمويه الأمثل من خلال مزيج من تقليد لون الركيزة بواسطة العاكسات (القزحية والحاملات البيضاء) وإنشاء أنماط جلدية تتأثر بالكروماتوفورز، تحت سيطرة الجهاز العصبي (مارشال وماسنجر، 1996).

استخدام أنماط الجلد كعلامات اتصال بصرية

تعرض معظم رأسيات الأرجل مجموعة واسعة من الأنماط المرئية المستخدمة للتمويه والتواصل بين الجنسين أو بين الجنسين (Hanlon & Messenger، 1996). ويمكن اعتبار هذه الأنماط بمثابة إشارات اتصال عندما تؤثر على سلوك حيوان آخر (مينارد سميث وهاربر، 1995). إن التعبير عن هذه العلامات ليس عشوائياً بل هو منظم ومقصود ويعكس نوعاً من الموقف لدى الفرد الذي يظهرها. وفقا لهانلون وماسنجر (Hanlon & Messenger, 1988) فإن أنماط الجسم التي تشكل هذه العلامات تحتوي على أربعة أنواع من المكونات:

1. المكونات اللونية - لون البشرة وأنماطها على سطح الجلد.
2. نسيج الجلد - خشن/ناعم، إلخ.
3. موضع
4. حركه

ومن خلال المراقبة المكثفة للحبار من النوع Sepia Officialis، حددوا حوالي 34 مكونًا لونيًا مميزًا (أي 34 نمطًا مميزًا للجلد)، و6 منها تركيبية، و8 وضعية، و6 حركية. أي ما مجموعه 54 مكونًا تخلق، في مجموعات مختلفة، عددًا كبيرًا من أنماط الجسم المختلفة.

تتواصل رأسيات الأرجل التي تعيش في المياه الضحلة (مثل الحبار الشائع) بشكل أساسي عن طريق العلامات اللونية والحركية (Hanlon & Messenger, 1996)، حيث من المحتمل ألا يكون اللون مهمًا نظرًا لأن معظم رأسيات الأرجل، كما ذكرنا سابقًا، مصابة بعمى الألوان.
إن السرعة التي تتبادل بها رأسيات الأرجل هذه العلامات مذهلة، وقد أدت إلى جانب مجموعة كبيرة من العلامات في بعض الأنواع، مثل الحبار الكاريبي (Sepioteuthis sepioidea) إلى فكرة أنها في الواقع نوع من "اللغة" ذات تعريف محدد. عدد الكلمات". بعد عمل هانلون وماسنجر الموصوف أعلاه، حاولت مجموعة أخرى من الباحثين وصف مدى استخدام هذه العلامات في التواصل بين الجنسين (كروك وآخرون، 2002). بمساعدة التتبع الحاسوبي لأربعة حبار صغير، تم تعيين حالات محددة تم استخدامها عند التفاعل بين شخصين. قام برنامج الكمبيوتر الذي يتتبع المثيلات بحساب احتمالات استخدام المثيلات المختلفة أثناء التفاعل. يتكون كل مثيل من مجموعة معينة من 54 عنصرًا من Hanlon وMessenger، ومن المفهوم أن عدد الحالات المحتملة كبير جدًا.

ومع ذلك، في الرسم البياني رقم 1 يمكنك أن ترى أنه في الممارسة العملية تم استخدام 12-14 حالة فقط. يتوافق هذا الرقم مع التميز النوعي للرسول الذي، بناءً على ملاحظات العين وحدها، قدّر حوالي 13 ظهورًا لهذا النوع.

تشير هذه البيانات إلى احتمال أنه أثناء التواصل بين الجنسين بين شخصين، تم استخدام "لغة" الحبار مكونة من 12-14 "كلمة"، من بين مفردات أكبر بكثير.

סיכום

سواء كان ذلك للتواصل أو للتمويه، فمن الواضح أن رأسيات الأرجل تستخدم نظامًا فريدًا ونادرًا مسؤولًا، جزئيًا، عن نجاحها التطوري كمجموعة مزدهرة للغاية. ومن المفارقات أن هذه الميزات بالتحديد هي التي تجعل من الصعب دراسة هذه الحيوانات في بيئتها الطبيعية، وقد أجريت معظم الدراسات في الأسر، في ظل ظروف معملية خاضعة للرقابة. يمكن الافتراض أن مجموعة العروض وأنماط الجسم في الطبيعة أكبر بكثير وأكثر تعقيدًا من تلك المعروضة في ظروف المختبر استجابةً لعدد محدود من المحفزات.

ملاحظاتي الشخصية (التي تم تصويرها بالطبع في البيئة الطبيعية للرأس والقدمين) المضافة إلى العمل تعزز هذا الافتراض وحقيقة أنه في حفنة من الصور العشوائية من الممكن التمييز بوضوح بين السلوكيات والنماذج التي تم وصفها في التجارب المعملية. بالتأكيد يعطي (من وجهة نظري الشخصية بالطبع) صلاحية مختلفة للمعلومات "الجافة" التي تم الحصول عليها في التجارب المعملية.

تم العثور على جميع الرسوم البيانية والمخططات التي كتب عنها جور في المقال الأصلي على موقعه على الانترنت "فوق وتحت الماء"

عن المؤلف

أمير جور خريج الماجستير في علم الأحياء البحرية، ومؤلف الكتاب "تحت الماء - 44 موقعًا للغوص في إسرائيل"

لتحميل تعريف الأسماك واللافقاريات أنت مدعو للدخول إلى مدونته الشخصية: فوق وتحت الماء.

لمقال سابق لأمير غور حول موضوع الحياة في البحر: مكتب الهجرة لاسيبسيان

فهرس

• Chiao، CC and Hanlon، RT (2001) تمويه الحبار: الإدراك البصري للحجم والتباين وعدد المربعات البيضاء على الطبقات التحتية لرقعة الشطرنج الاصطناعية يبدأ في التلوين التخريبي. جي إكسب. بيول. 204، 2119-2125.
• Chiao، CC and Hanlon، RT (2001) يشير الحبار بصريًا إلى المنطقة - وليس الشكل أو نسبة العرض إلى الارتفاع - للأجسام الخفيفة في الركيزة لإنتاج أنماط الجسم التخريبية للتمويه. بيول. ثور. 201، 269-270.
• Crook، AC (2002) تحديد البنية في الإشارات البصرية للحبار. فيل. عبر. ر. سوك. لوند. ب 357، 1617-1624.
• Grable، MM and Shashar، N. (2002) أنماط جسم الحبار كمقايسة سلوكية لتحديد إدراك الاستقطاب. بيول. ثور. 203، 232-234.
• هانلون، آر تي وماسنجر، جي بي (1988). التلوين التكيفي في الحبار الصغير (Sepia officinalis L.): مورفولوجيا وتطور أنماط الجسم وعلاقتها بالسلوك. فيل. عبر. ر. سوك. لوند. ب 320، 437-487.
• Hanlon، RT and Messenger، JB (1996) سلوك رأسيات الأرجل. صحافة جامعة كامبرج.
• هولمز، دبليو (1940). تغير اللون وأنماط الألوان في Sepia officinalis L. Proc. زول. شركة نفط الجنوب، لوند. 110، 2-35.
• مارشال، NJ وماسنجر، JB (1996) التمويه عمى الألوان. الطبيعة 382, ​​408-409.
• Mathger، LM and Denton، EJ (2001) الخصائص الانعكاسية للقزحية و "بقع العين" الفلورية في الحبار loliginid Alloteuthis subulata و Loligo vulgaris.J. إكسب. بيول. 204، 2103-2118.
• Maynard Smith، J. and Harper، DGC (1995) الإشارات الحيوانية: النماذج والمصطلحات. جيه ثور. بيول. 177، 305-311.
• Messenger، JB (1974) يعكس العناصر الموجودة في جلد رأسيات الأرجل وأهميتها للتمويه. جيه زول، لوند. 174، 387-395.
• Vecchione، M. and Young، RE (2001) الملاحظات العالمية للحبار الرائع في أعماق البحار. علوم. 294, 2505-2506.