Why Octopuses Might Be The Next Lab Rats

Move over, fruit flies, rats and zebrafish. Squid and octopuses have elaborate brains and behaviors, and scientists say studying them in the laboratory could yield important biological insights.

There's a room filled with burbling aquariums. A lot of them have lids weighed down with big rocks.
"Octopuses are notorious for being able to, kind of, escape out of their enclosures," says a manager of cephalopod operations — cephalopods being squid, cuttlefish and octopuses.

He's part of a team that's trying to figure out the best ways to raise these sea creatures in captivity, so that scientists can investigate their genes and learn the secrets of their strange, almost alien ways.

For decades, much of the basic research in biology has focused on just a few, well-studied model organisms like mice, fruit flies, worms and zebrafish.

That's because these critters are easy to keep in the laboratory, and scientists have worked out how to routinely alter their genes, leading to all kinds of insights into behavior, diseases and possible treatments.

"With these organisms, you could understand what genes did by manipulating them," says another biologist. "And that really became an indispensable part of biology."

"We're really missing out on, I would say, the diversity of biology's solutions to problems," an expert notes.

That's why he's part of the effort to make squid and octopuses feasible to study in the lab, so researchers can start to explore their sophisticated brains and unusual behaviors.

But it's a challenging endeavor. Almost all octopuses aren't social — they will attack each other — and have to be kept in separate enclosures. What's more, cephalopods are very sensitive to the chemistry of the water that surrounds them. They also grow extremely quickly, and that means they need lots of live food to fuel that growth.

The researchers have focused on species from around the world that are small, relatively hardy and quick to reproduce. The pygmy zebra octopus, for example, grows only to the size of a grape and lays numerous clutches of eggs through its life.

"It's the only place on the planet that you can go where we are culturing a number of these species through every life stage, through successive generations, with the goal of creating a genetically tractable system," another one says. "We're going to continue to scale this program as more and more scientific communities become involved. We've already seen a great response in the two years that we've been here."

They do a census every week, and right now they have roughly around 3,000 cephalopods under their care.

This species was the first octopus to have its full genetic sequence published, a scientific feat for researchers in 2015 that helped launch this effort to turn cephalopods into a new research tool.

Most of the octopus genome genes have some similarity to genes that we have and other animals have. Their close relatives are clams and snails. But they seem just so otherworldly.

Note that they are separated from us by hundreds of millions of years of evolution.

Cephalopods are this fantastic example of a completely independent evolution of large brains. They have these beautiful, fantastic, elaborate brains.


Ahtapotlar Neden Bir Sonraki Laboratuvar Faresi Olabilir


Hareket et, meyve sineği, sıçan ve zebra balığı. Kalamar ve ahtapotların beyinleri ve davranışları ayrıntılıdır ve bilim adamları onları laboratuarda incelemenin önemli biyolojik bilgiler sağlayabileceğini söylüyor.

Patlayan akvaryumlarla dolu bir oda var. Birçoğunda, büyük kayalar ile tartılmış kapakları vardır.
“Ahtapotlar, kapalı alanlarından kaçma kabiliyetine sahiptir,” diyor sefalopod operasyonlarının bir yöneticisi - sefalopodlar kalamar, mürekkep balığı ve ahtapot.

Bu deniz canlılarını esaret altında büyütmenin en iyi yollarını bulmaya çalışan bir ekibin parçası. Bilim adamları genlerini araştırabilir ve garip, neredeyse yabancı yollarının sırlarını öğrenebilirler.

On yıllardır, biyoloji alanındaki temel araştırmaların çoğu, fareler, meyve sinekleri, solucanlar ve zebrabalıkları gibi birkaç iyi çalışılmış model organizmaya odaklandı.

Bunun nedeni bu kriterlerin laboratuvarda tutulması kolaydır ve bilim adamları davranışlarını, hastalıkları ve olası tedavileri her türlü kavrayışa sokarak genlerini rutin olarak nasıl değiştireceklerini araştırdılar.

Başka bir biyolog, "Bu organizmalarla, genlerin onları manipüle ederek ne yaptığını anlayabilirsiniz" diyor. “Ve bu gerçekten biyolojinin vazgeçilmez bir parçası oldu.”

Bir uzman, “Biyolojinin sorunlara yönelik çözümlerinin çeşitliliğini gerçekten çok fazla kaybediyoruz” diyor.

Bu nedenle, kalamar ve ahtapotları laboratuarda çalışmayı mümkün kılan çabaların bir parçası olduğu için araştırmacılar sofistike beyinlerini ve sıra dışı davranışlarını keşfetmeye başlayabilir.

Ama bu zorlu bir çaba. Neredeyse tüm ahtapotlar sosyal değildir - birbirlerine saldırırlar - ve ayrı bir alanda tutulmaları gerekir. Dahası, sefalopodlar kendilerini çevreleyen suyun kimyasına karşı çok hassastır. Ayrıca son derece hızlı büyürler ve bu büyümeyi beslemek için bol miktarda canlı gıdaya ihtiyaçları vardır.

Araştırmacılar, dünyanın her yerinden küçük, nispeten sert ve üremesi kolay olan türlere odaklandılar. Cüce zebra ahtapot, örneğin, yalnızca bir üzümün büyüklüğüne yetişir ve ömrü boyunca çok sayıda yumurta tutacağı bırakır.

“Gezegendeki, bu canlı türlerini her yaşam aşaması boyunca, birbirini takip eden nesiller boyunca, genetik olarak izlenebilir bir sistem oluşturmak amacıyla kültürebileceğimiz tek yer orası” diyor. “Bu programı gittikçe daha fazla bilimsel topluluk katıldığı için ölçeklendirmeye devam edeceğiz. İki senedir burada olduğumuzda büyük bir yanıt gördük.”

Her hafta bir nüfus sayımı yapıyorlar ve şu anda bakımları altında yaklaşık 3 bin sefalopod var.

Bu tür, 2015 yılında araştırmacılar için bilimsel bir başarı olan tam genetik dizilimini yayınlayan ilk ahtapottur ve bu çalışmayı sefalopodları yeni bir araştırma aracına dönüştürmeye yardımcı olmuştur.

Ahtapot genom genlerinin çoğu, sahip olduğumuz ve diğer hayvanlarda bulunan genlerle bazı benzerliklere sahiptir. Yakın akrabaları istiridye ve salyangozlardır. Ama onlar diğer dünyalara çok benziyorlar.

Bizden yüz milyonlarca yıllık evrim ile ayrıldıklarına dikkat edin.

Sefalopodlar, büyük beyinlerin tamamen bağımsız bir evrimine verilen fantastik örneklerdir. Güzel, fantastik, ayrıntılı beyinleri var.

Comments

Popular posts from this blog

Wynd Smart Air Quality System

The Spun Chair: A Sculpture That Rotates You

Pebble Powerbank