과거의 연구에서 '문어의 8개 다리에는 뇌와는 독립적으로 발을 통제하는 신경 집단이 있다'는 점과 접촉만으로 '맛'을 확인하는 능력을 갖추고 있음이 밝혀졌습니다. 이번의 새로운 연구에 의해 문어가 빨판으로 대상의 맛을 확인하는 메커니즘이 규명되었습니다.
Molecular Basis of Chemotactile Sensation in Octopus : Cell
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31149-1
Octopus’ suction cups hold its taste and touch sensors – Harvard Gazette
https://news.harvard.edu/gazette/story/2020/10/octopus-suction-cups-hold-its-taste-and-touch-sensors/
Octopus’ suction cups hold its taste and touch sensors
Harvard researchers uncover novel family of sensors in octopuses.
news.harvard.edu
When It Comes to Octopuses, taste Is for Suckers - The New York Times
https : // www.nytimes.com/2020/10/29/science/octopus-arms-taste.html
지금까지는 문어의 다리에 닿은 물체가 먹이인지 그렇지 않은 것인지를 분별할 수 있는 능력이 있는 것으로 알려져 있었지만, 그 구조의 자세한 내용은 밝혀져 있지 않았습니다. 그래서 하버드대학의 생물학자인 Lena van Giesen 씨 연구팀은 작은 틈이 있는 판으로 구분된 수조의 한쪽에 문어를 두고 다른 한쪽에는 문어의 먹이인 게를 넣어 문어가 틈새로 먹이에 자신의 다리를 사용하는 양상을 관찰하는 실험을 실시했습니다.
게가 들어있는 수조에는 아무것도 없는 흡착컵과 게가 고정되어 있는 흡착컵이 있었지만, 틈새로 다리를 집어넣은 문어는 아무것도 없는 흡착컵을 그냥 지나쳐 버립니다 .
게가 고정된 흡착컵도 1번은 그냥 지나쳤지만....
먹이인 것을 알아챈 듯 문어는 다시 게를 향해 다리를 뻗어 빨판을 사용하여 게를 옭아맵니다.
게가 좀처럼 흡착컵에서 떨어지지 않자 문어는 다리를 추가로 사용하여 점점 게를 끌어당깁니다.
'문어의 다리에 붙어있는 빨판은 화학적 센서의 역할이 있어 먹이와 그렇지 않은 것을 구분하고 있을 것'이라고 추정했던 연구팀은 문어의 빨판에서 세포를 채취하여 어떤 세포가 어떤 자극에 반응하는가를 자세히 분석했습니다. 그 결과, 문어의 빨판은 '접촉만을 감지하는 세포'와 '화학물질에 반응하는 화학수용체를 가진 세포'가 있다는 것을 알게 되었습니다.
연구팀은 그 다음 문어의 빨판 세포에서 분리한 화학수용체를 개구리와 인간의 세포에 포함 시켰습니다. 개구리와 인간의 세포는 원래 문어의 화학수용체와 같은 기능이 없으므로, 문어의 화학수용체의 반응을 관찰하는데 적합하다고 합니다. 연구팀은 이렇게 만들어진 세포를 문어의 먹이가 되는 해산물에서 추출한 추출물과 소금, 설탕, 아미노산 등 다양한 물질에 노출하는 실험을 실시하여 문어의 화학수용체가 어떤 화학물질에 반응하여 작동하는지를 조사했습니다.
연구팀은 당초 물속에 사는 문어는 '물에 녹는 화학물질'을 감지하고 있다고 예상하고 있었습니다만, 이 실험을 통해 문어의 화학수용체는 '물에 녹지 않는 물질'과도 반응하는 것을 알 수 있었습니다.
논문의 공동저자인 Nicholas Bellono 씨는 "수용성 화학물질은 발생원에서 멀리 떨어진 곳까지 이동하기 때문에 생물 중 일부는 이것을 이용하여 멀리서 먹이의 냄새를 맡습니다. 그러나 접촉한 대상의 맛을 알 수 있다면 물에 녹지 않아 바닷속을 이동하지 않는 화학물질을 감지하는 것에도 의미가 있습니다"고 말합니다.
또한 연구팀은 문어의 빨판에서 채취한 감각세포는 문어의 먹물에 노출되면 작동이 중지될 수도 있다는 점도 파악했습니다. 이에 대해 van Giesen 씨는 문어가 위험을 감지했을 때 먹물을 분사하는 습성을 들어 "특정 상황에서 생명에 중요한 정보를 필터링하고 있는지도 모릅니다"라고 추측합니다.
연구팀은 앞으로 문어의 빨판이 어떤 천연 분자에 반응하는지에 대해 추가 연구를 진행시켜 나갈 생각이라고 합니다.
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