Шивачката и тайните на черупката на аргонавта

Шивачката и тайните на черупката на аргонавта

Голям аргонавт (Argonauta argo), сниман в Японско море. Кредит: Джулиан Фин, Музей Виктория

Древните гърци са били майстори в създаването на морски легенди. В епичното търсене, Джейсън и аргонавтите, група герои на борда на Арго плавал по моретата в търсене на златното руно, което да даде на Язон властта на крал. Но тези безстрашни моряци не са единствените морски аргонавти от гръцката митология.



Аргонавтският октопод от семейство Argonautidae принадлежи към група бледорозови октоподи. За разлика от героите, които са плавали Арго , тези октоподи са известни с това, че прекосяват открития океан с помощта на деликатен, извит, кремавобял съд – външна обвивка, често наричана „черупка“, която им е дала общия прякор „хартиен наутилус“. Тези същества озадачаваха натуралистите и философите в продължение на две хилядолетия, дори заблуждавайки Аристотел, който вярваше, че са използвали големия си чифт ципести гръбни ръце като „платно“, за да уловят соления бриз и се носят по повърхността на океана като хартиени лодки. Тези митове са имали тежест векове наред, дори сред натуралистите през 19 век.

„Този ​​октопод беше проблем, защото описанията бяха малко смешни, тъй като учените често го описваха със старо, антично описание – скицирайки го като плаващ октопод“, казва Хоскен Дебаз , историк на науката в Училището за напреднали изследвания в социалните науки във Франция.
„Използва [тънките мрежи], когато духа ветрец, за платно и пуска някои от своите пипа като гребла на руля“, пише Аристотел за хартиения наутилус. Тази илюстрация от 1898 г. изобразява „флота“ от легендарните същества. Кредит: Британската библиотека/ flickr /Публичен домейнЕдва в началото на 1830 г., когато самоукият френски натуралист Жан Вилпреу-Пауър започва да изследва Argonauta argo, или по-големия аргонавт, че научихме истинския произход на техните „черупки“. По пътя Villepreux-Power изпробва нови методи за изучаване на морски обитатели, които дадоха представа не само за хартиения наутилус, но и ни помогнаха да разберем по-добре други морски създания днес.

Майката на аквариумите

Jeanne Villepreux-Power, снимана през 1861 г. Кредит: RMN Grand Palais (Музей Орсе)/Обществено достояние чрез Wikimedia Commons

За около десетилетие, Villepreux Power внимателно проучи тези „подозрителни“, но „грациозни“ същества. Тя се запозна отблизо с тях, изследвайки, експериментирайки и описвайки всичко - от тяхното поведение при хранене, движения, растеж и развитие. За разлика от своите предшественици, Villepreux-Power не се обърна към мъртви екземпляри, запазени в буркани или „черупки“, изхвърлени на брега. Тя беше решена да намери начин да донесе живи екземпляри в лабораторията и в този процес се превърна в една от водещите фигури в зараждащия се бум на аквариума. Всъщност английският биолог от 19-ти век и основател на Природонаучния музей в Лондон Ричард Оуен я нарича „Майка на аквариофилията.

„В нейната епоха беше изключително необичайно една жена изобщо да получи тази възможност, но е наистина хубаво да се види, че дори тогава тя можеше да се възползва от тази възможност и просто да бъде наистина добра в нея и да бъде равна“, казва Луиз Алкок , еволюционен биолог и изследовател на главоноги в Националния университет на Ирландия в Голуей, който написа реферат каталогизиране на работата на Villepreux-Power.

Свързано видео

Главоноги Inc.

Нито хартия, нито Наутилус

Четирите известни живи вида хартиен наутилус живеят в тропически, субтропични и умерени води по света. Те се хранят с малки ракообразни, мекотели и медузи, като използват отрова, за да обездвижат плячката си. Въпреки че рядко се виждат от хората в дивата природа, техните „черупки“ са събрани в големи количества по плажовете по целия свят, стърчащи от пясъка като малки кремави рогове на изобилието. Изобилието от черупки, изхвърлени на бреговете след бури, накара някои да спекулират, че аргонавтите всъщност може да са доста често срещани в океана.

Но „черупката“ на хартиен наутилус изобщо не е черупка. И което е объркващо, хартиеният наутилус е само далечно свързан с камерен наутилус , единственото живо главоного с истинска външна черупка, обяснява Алкок. Вместо това женският хартиен наутилус носи калцитна кутия за яйца, която защитава и държи яйцата му, тъй като за разлика от дънните октоподи, те живеят в открития океан.

Женските аргонавти трябва да имат начин да мътят яйца в структура, която не е пещера или бърлога, казва Джулиан Фин, старши куратор на морските безгръбначни в Музей на Виктория в Мелбърн . И може да носят огромен товар от ценен товар: женските могат да произведат до един милион яйца през живота си, като в някои видове са открити индивиди държащи над 170 000 яйца наведнъж . „Така че черупката й позволява да защити тези яйца, докато се развиват, докато се излюпят“, казва Фин.

Женски аргонавт (Argonauta argo), плаващ близо до морската повърхност в пристанище Окидомари, Японско море. Кредит: Джулиан Фин, Музей Виктория

В допълнение към задържането на яйца, калъфът помага на женските да останат плаващи в открития океан. При гмуркания Фин е свидетел и описва как аргонавтът „поглъща“ и улавя въздух в кутията на яйцето, позволявайки му да плава не на повърхността, както се описва във фолклора, а във водния стълб при неутрална плаваемост. По-скоро прилича на батисферата на Александър Велики, отколкото на ветроходната лодка на Аристотел, пише Фин в Австралийска наука .

Джулиан Фин, изследващ женски Argonauta Argo в пристанище Окидомари, Японско море. Кредит: Ясуши Окумура, Japan Underwater Films

Тази тънка, почти полупрозрачна кутия за яйца играе съществена роля в жизнения цикъл на женския аргонавт. Но една голяма мистерия разделяше учените от векове: откъде идва черупката?

През 1800 г. повечето учени вярваха, че черупката е направена от друго животно - че аргонавтите са живели в тях по същия начин, по който един рак отшелник ще намери черупка на охлюв или черупка на мекотело, за да живее, казва Фин. След като октоподът стана твърде голям за черупката, той напусна убежището и или претърси, открадне или убие първоначалния обитател за по-голяма черупка.

Но Жан Вилпре-Пауър застана на противоположната страна на дебата: аргонавтите бяха строителите на своите случаи.

„Всеки имаше различни мнения, но тя възприе един вид експериментален подход и го разби и го разгледа“, казва Фин.

Пътуване до морето

Villepreux-Power е израснал близо до океана. Родена на 25 септември 1794 г. в селската местност Жуилак в Централна Франция, тя идва от бедно семейство и никога не е получавала никакво официално образование, обяснява Жоскен Дебаз. В крайна сметка става квалифицирана шивачка и бродираща в Париж, тя работи върху сватбена рокля за кралски брак, където се запознава със съпруга си, ирландския търговец Джеймс Пауър.

През 1816 г. Villepreux-Power се премества в сицилианския град Месина. Тя изпи естествената история на Сицилия и „обиколи целия остров и създаде добра колекция от минерали, растения и животни“, обяснява Дебаз.

Свързана статия

Изгубени и намерени в архив на музей

Живеене близо до морския бряг, Villepreux-Power написа как морето беше прозрачно и гладко като стъкло — беше толкова спокойно, че тя можеше да види най-малките предмети и най-дребните движения дълбоко под повърхността. Затвореният, защитен залив на Месина предостави идеални условия за Villepreux-Power да прави точни наблюдения върху морския живот. Тя пише много за различни видове морски мекотели и животни - включително обикновения октопод ( Обикновеният октопод ). Но Villepreux-Power беше непрекъснато изтеглен назад на нейния „любим Октопод на Аргонавта .”

„Когато въздухът е спокоен, морето спокойно и то мисли, че не се наблюдава, тогава Аргонавти украсява [се] с [своите] красоти... Тези [аргонавти] които бяха свикнали да ме виждат за хранене, ми показаха своите красоти както правят пауните. В този момент човек може да наблюдава движенията им и някои от техните навици.

Тя се зае да проведе серия от експерименти върху живи аргонавти, но за да направи това й трябваха аквариуми, така че тя построи свой собствен.

Villepreux-Power започва да строи своите аквариуми през 1832 г. Тя работи с местни моряци и рибари, които ще й донесат кофи с морска вода, пълни с живи аргонавти. Първоначално Вилпре-Пауър напълни крайбрежния си дом със стъклени резервоари, за да се опита да задържи създанията, но за съжаление животните не оцеляха в затворените условия. Вместо това тя премина към проектиране на няколко дървени клетки за наблюдение — приблизително четири метра дълъг, два метра висок и един метър широк — разположен в чистия, спокоен залив на Месина. Да бъдеш по-близо до естественото местообитание и да живееш в циркулиращия поток на залива помогна за поддържането на аргонавтите за по-дълги периоди от време. Създаването на тези резервоари и станции за каси я поставя сред първите пионери, проектирали ранни аквариуми за изследване и наблюдение на морския живот.

Една от клетките на Villepreux-Power за аргонавтите. кредит: RMN Национален природонаучен музей (MNHN)

„Тя измисли цяла серия от техники, които са доста практични отговори, например трябваше да поднови водата, трябваше да нахрани животните“, казва Дженифър Костън-Гуарини, изследовател по морска историческа екология в Университета на Западен Бретан във Франция. „По същество тя работи почти като полеви еколог или полеви зоолог и е доста методична в подхода си, което е в контраст с работата на други хора [по онова време].“

19-ти век е ключов момент в съвременната биология. Областта започна да се отдалечава от идеите на Просвещението - класифициране на организми, формиране на систематика, куриране на шкафове с любопитни факти - към мислене повече за това как са живели организмите, обяснява Костън-Гуарини. Но това беше особено предизвикателство за тези, които изучаваха морски животни.

„Не можете да отидете там, където са те. Трябва да го донесете при себе си по някакъв начин, за да го поддържате жив“, казва Костън-Гуарини. Със своите наблюдателни станции в залива, Villepreux-Power „може да излезе и да наблюдава живия организъм и тази идея е доста на границата на биологичните науки по това време“.

Кутия за „черупки“ или яйце на хартиен наутилус. Когато черупките се намерят изсъхнали на плажа, те стават твърди бели и чупливи. Кредит: Nico.cec чрез Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Тайните на черупката

За да отключи мистериите на кутията с яйцето на аргонавта, Villepreux-Power проведе множество експерименти, преди да стигне до идеята да повреди черупката и да наблюдава поведението на октоподите. Тя проби парчета от черупката на индивид и постави фрагменти от други черупки на аргонавти в клетката. Тя наблюдаваше в продължение на три до шест часа, търпението й се изчерпваше, докато точно пред очите си видя един аргонавт да поправя черупката си със специалните мембрани на предните две рамена — тези, за които се говореше, че се използват като платна. Това беше доказателство, че хартиеният наутилус наистина е създал самата кутия за яйца.

Тя забеляза как мембраните на двете гръбни рамена, които секретират калцита, се движат върху непрозрачния корпус с нежна изработка. „Никой преди мен… не е виждал как Аргонавти се появява с мембраните си, разширени върху черупката му,” тя написа . Близки проучвания върху тъканите на тънките мембранни мрежи показват, че те съдържат калциеви включвания, които не се срещат никъде другаде върху женските аргонавти.

Свързана статия

Тайните на камуфлажа на главоногите

Въпреки че не са свързани с черупката като някои мекотели, женските започват да изграждат кутията веднага щом се родят и избират да останат в нея, докато са живи. Когато корпусът е повреден, те могат да го поправят със своите специализирани оръжия, както показа Villepreux-Power. Всяка черупка има вариации в гънките, вълните, дебелината, формата и оцветяването, които са уникални за този индивид. Всъщност, текущите изследвания на Джулиан Фин предполагат, че някои екземпляри, които са били класифицирани като отделни видове въз основа на разликите в скулптурата на черупките, може да са по-тясно свързани, отколкото се смяташе досега.

Villepreux-Power също успя да покаже, че черупката всъщност е кутия за яйца, като наблюдава октоподите по време на оплождането и размножителния сезон. От август до декември аргонавтите увеличават черупките си три пъти, за да осигурят достатъчно място за задържане на малките си.

Женско Argonauta argo със силно повредена кутия за яйца, като яйцата са изложени на въздействието на стихията. Тя е видяна в залив на южното крайбрежие на Турция. Кредит: Бернд Хофман чрез Wikimedia Commons / CC BY-SA 2.0

Признаване и отхвърляне

Аргонавтите показват екстремна форма на полов диморфизъм. Женските могат да бъдат до 12 пъти по-големи от мъжките - женските растат до около фут на дължина, докато мъжките остават дълги около един сантиметър, почти колкото нокътя ви. Те са толкова малки, че докато женските са известни от древни времена, мъжките са разпознати едва през последните 165 години. Мъжките оплождат женските чрез отделяне на специализирана ръка - известна като хектокотилус - която носи спермата.

Въпреки че Villepreux-Power никога не е успяла директно да изучава мъжки аргонавти, тя наблюдава хектокотили по време на своите експерименти. Тя вярваше, че тези извиващи се придатъци са част от репродуктивния процес на аргонавтите, но беше отхвърлена от (предимно мъже) натуралисти по нейно време, които твърдяха, че те са паразитни червеи.

Илюстрация на Argonauta argo от Jeanne Villepreux-Power. кредит: RMN Национален природонаучен музей (MNHN)

Villepreux-Power съобщава резултатите си в няколко публикации и дори ги представя в няколко институции и академии през 1830-те години. Тя е член на поне 16 научни дружества и е първата жена, избрана за член на италианската Академия за естествени науки в Катания. Тя пише и публикува на италиански, френски и английски, а работата й е преведена на немски, обяснява Дебаз. „Репродукцията в публикацията беше доказателство в този момент, че тя е постигнала истински успех в публикацията“, казва той.

Работата й беше широко приета в цяла Европа и почитана от Ричард Оуен и други видни фигури в науката по това време. И докато Villepreux-Power не е изобретил аквариума, „тя беше един от хората, водещи по онова време“, казва Костън-Гуарини. „Ако „аквариумът“ е идеята за поддържане на водни животни живи в някакъв вид контейнер, тогава тя е един от първите хора, които наистина са приложили тази идея на практика.“

„Тя намери този път и просто продължи и продължи и не беше възпряна въпреки всички тези противоречия и много хора, които се опитаха да я обезсърчат по пътя.“

Въпреки това имаше други, които не бяха толкова възприемчиви към нейните изследвания на аргонавтите. Една рецензия в издание от 1839 г Списание за естествена история заяви, че нейните доклади понякога са „очевидно неточни“, което може да бъде „последствие в резултат на нейната липса на физиологични познания,и отчасти от много естествено желание от нейна страна да не изглежда невежа за нещата, които предполагаше всяко тяло знаеше [sic] .” През 1837 г. френският зоолог Анри Мари Дюкроте дьо Бленвил твърди в Парижката академия, че нейните резултати и заключения са погрешни, все още силно подкрепяйки, че аргонавтът просто е обитавал, но не е произвел черупката на яйцето, докато други я помолиха да повтори и демонстрира части от нейният експеримент, казва Дебаз. Villepreux-Power също пише за случай, когато френският малаколог Сандер Ранг е представил една от нейните статии като своя, казва Дебаз.

Все пак предизвикателствата не разубедиха упоритостта или научните занимания на Villepreux-Power.

„Тя намери този път и просто продължи и продължи и не беше възпряна въпреки всички тези спорове и много хора, които се опитаха да я обезсърчат по пътя“, казва Костън-Гуарини.

Черупка на женски аргонавт (Argonauta nodosus) на морското дъно на Порт Филип, Виктория, Австралия. Кредит: Джулиан Фин, Музей Виктория

Villepreux-Power продължава да прави изследвания през 1840 г., включително публикува ръководство за естествената история на Сицилия през 1842 г. и нейната статия за Обикновеният октопод през 1860 г. Въпреки това, тя и съпругът й неочаквано напуснаха Месина, за да се преместят в Лондон и тя трябваше да спре работата си по аргонавта през 1843 г. Същата година кораб, превозващ голяма част от нейните книги, писания и колекции, потъна, причинявайки историята за да изгуби следа от научните си открития за аргонавта. Тя умира на 77-годишна възраст през 1871 г. в родния си град Жюяк, Франция.

„Ако проследя идеята от онова време, че аргонавтите могат да поправят черупката и следователно са били животното, което е направило черупката, това идва от работата на Jeanne Villepreux-Power“, казва Джулиан Фин. „Не мисля, че някой друг е прекарал повече от 10 години в разглеждане на аргонавтите. Тя имаше много прозрения и вероятно много прозрения, които не влязоха в публикациите, които излязоха.

Но въпреки годините на изследвания, забравени и изгубени в морето, проучванията на Villepreux-Power върху аргонавтите продължават да живеят. Нейните практики и работа, завършени преди векове, са отразени както в стъклените резервоари на съвременните аквариуми и изследователски станции, които изнасят частица от великолепието на морето на повърхността, така и в учените, които излизат и наблюдават дивата природа в естествената им среда.

„По същество тя работи по същия начин, по който аз обичам да работя“, казва той. „Гледаш животното и го оставяш да ти се обясни.“

Специални благодарности на Ани Неро и Наталия Стрикер за помощта им при превода на френски текстове.

Присъединете се към Sea Of Support в петък за науката

С всяко дарение от (за всеки ден от Седмицата на главоногите) можете да спонсорирате различен илюстриран главоног. Значката на главоногите заедно с вашето първо име и град ще бъде част от нашия Море от поддръжници !

Дарете