Гигантский тихоокеанский осьминог ( Enteroctopus dofleini ), также известный как северотихоокеанский гигантский осьминог , является крупным морским головоногим моллюском, принадлежащим к роду Enteroctopus и семейству Enteroctopodidae . Его пространственное распространение охватывает большую часть побережья северной части Тихого океана , от мексиканского штата Нижняя Калифорния , на север вдоль западного побережья США (Калифорния, Орегон, Вашингтон и Аляска, включая Алеутские острова ) и Британской Колумбии , Канада; через северную часть Тихого океана до российского Дальнего Востока ( Камчатка , Охотское море ), на юг до Восточно-Китайского моря , Желтого моря , Японского моря , восточного побережья Японии в Тихом океане и вокруг Корейского полуострова . [3] Его можно найти от приливной зоны до глубины 2000 м (6600 футов), и он лучше всего приспособлен к более холодным, богатым кислородом и питательными веществами водам. Это самый крупный вид осьминогов на Земле, и его часто можно встретить не только в океане, но и в аквариумах и исследовательских учреждениях. [4] [5] [6] E. dofleini играет важную роль в поддержании здоровья и биоразнообразия глубоководных экосистем, когнитивных исследований и рыболовной промышленности.
Гигантский тихоокеанский осьминог был впервые описан в 1910 году Герхардом Вюлькером из Лейпцигского университета в книге « Über Japanische Cephalopoden» . Он подробно описывает морфологию вида и упоминает, что внутри вида, по-видимому, существует множество вариаций. [7] Видовое название dofleini было выбрано Герхардом Вюлькером в честь немецкого ученого Франца Теодора Дофляйна . [8] Оно было перенесено в род Enteroctopus Эриком Хохбергом в 1998 году. [9] [10] [11]
E. dofleini отличается от других видов своими большими размерами. Это самый крупный вид осьминогов. [4] [5] [12] Взрослые особи обычно весят около 15 кг (33 фунта), с размахом рук до 4,3 м (14 футов). [13] Некоторые более крупные особи весили 50 кг (110 фунтов), с радиальным размахом 6 м (20 футов). [3] Американский зоолог GH Parker обнаружил, что самые большие присоски у гигантского тихоокеанского осьминога имеют размер около 6,4 см (2,5 дюйма) и могут выдерживать 16 кг (35 фунтов) каждая. [3] Единственным другим возможным претендентом на звание самого крупного вида осьминога является семирукий осьминог ( Haliphron atlanticus ), основанный на 61-килограммовой (134-фунтовой) неполной туше, которая, по оценкам, имеет живую массу 75 кг (165 фунтов). [14] [15]
E. dofleini охотится на креветок, крабов, гребешков, моллюсков, моллюсков, улиток, моллюсков, омаров, рыбу, кальмаров и других осьминогов. [16] [17] [18] Пищу он добывает присосками, а затем кусает, используя свой жесткий хитиновый клюв . Также было замечено, что он ловит колючую акулу ( Squalus acanthias ) длиной до 1,2 м (4 фута) в неволе. [19] Кроме того, съеденные туши этого же вида акул были найдены в гигантских тихоокеанских осьминоговых отходах в дикой природе, что является убедительным доказательством того, что эти осьминоги охотятся на мелких акул в их естественной среде обитания. [20] В мае 2012 года фотограф-любитель Джинджер Морно, как широко сообщалось, сфотографировал гигантского тихоокеанского осьминога, нападающего на чайку и топившего ее, что показало, что этот вид не брезгует поедать любой доступный источник пищи в пределах своего размера, даже птиц. [21]
Падальщики и другие организмы часто пытаются съесть яйца осьминога, даже когда самка присутствует, чтобы защитить их. Гигантские тихоокеанские параличинки осьминога являются добычей многих других зоопланктонных и фильтрующих животных . Морские млекопитающие, такие как тюлени , морские выдры и кашалоты , зависят от гигантского тихоокеанского осьминога как от источника пищи. Тихоокеанские полярные акулы также являются подтвержденными хищниками этого вида. [22] Кроме того, осьминог (наряду с каракатицей и кальмаром) является важным источником белка для потребления человеком. Около 3,3 миллиона тонн (3,6 миллиона коротких тонн) вылавливаются в коммерческих целях, что оценивается в 6 миллиардов долларов в год. [3] На протяжении тысяч лет люди ловили их с помощью приманок, копий, ловушек-ловушек, сетей и голыми руками. [23] Осьминог паразитирует на мезозое Dicyemodeca anthinocephalum , который живет в его почечных придатках . [24]
E. dofleini перемещается в открытой воде с помощью реактивного движения, которое достигается путем втягивания воды в полость тела и последующего ее сильного выталкивания через сифон , что создает мощный толчок и продвигает осьминога по воде с высокой скоростью. [25] [26] Однако при перемещении по морскому дну осьминог ползает, используя свои щупальца.
E. dofleini остаются неподвижными или прячутся 94% времени, обычно скрываясь в логовах, водорослях или маскируясь в своей среде обитания. [27] В противном случае они проявляют активность в течение дня, особенно с полуночи до раннего утра. Находясь в неподвижном состоянии, E. dofleini прячутся, чистят шерсть, едят, спят и поддерживают логова. E. dofleini способны перемещаться на огромные расстояния, чтобы занять новые области или места обитания, причем крупные осьминоги перемещаются дальше, чем мелкие. Их движения не случайны; они демонстрируют предпочтение местообитаниям с густым покровом водорослей и каменистой местностью, что предполагает сложный уровень выбора местообитаний, вероятно, оптимизируя эффективность добычи пищи и сводя к минимуму воздействие хищников. [28] [29] Кроме того, их модели передвижения включают прямые перемещения в новые области и движения с центральной тенденцией для возвращения в знакомые места обитания. [27] На это навигационное поведение влияют использование знакомых краев скал, субстратов и топографии , а также визуальная навигация. [27] [30]
Модели миграции E. dofleini различаются в зависимости от популяции. В водах восточной части Тихого океана у побережья Японии миграция совпадает с сезонными изменениями температуры зимой и летом. Здесь E. dofleini мигрируют в более мелкие воды в начале лета и зимой и в открытое море в конце лета и зимой. [27] Нет никаких доказательств существования таких моделей миграции в популяциях E. dofleini на Аляске и северо-востоке Тихого океана.
E. dofleini — обитатели логова, которые служат им центральной точкой, где они добывают пропитание, а также обеспечивают им защиту, укрытие и уединение. [25] После охоты они приносят еду обратно в логово, чтобы питаться в более безопасной среде и избегать хищников. [31] Ракушки, кости и другие остатки пищи скапливаются за пределами логова, создавая «мусор из логова», который обычно используется учеными и дайверами для поиска E. dofleini . [25] [32] [28]
Логова различаются по глубине и типу субстрата, включая пещеры, ямы, вырытые под камнями, и даже мусор на дне океана, такой как бутылки, шины, трубы и бочки. [25] [27] [28] Выбор логова во многом зависит от поведения при поиске пищи и предпочитаемой добычи. Логова, сделанные из мягкого субстрата, могут быть предпочтительны в районах, где много двустворчатых моллюсков , в то время как логова вблизи скалистых участков могут быть выбраны в районах с более высокой популяцией крабов. [28] Размер логова небольшой, обычно он достаточно велик, чтобы осьминог мог поместиться внутри и развернуться. Размер клюва E. dofleini определяет размер пространства, в котором он может поместиться, при этом его тело может протиснуться через крошечные пространства размером до двух дюймов. [25] [33] E. dofleini предпочитают занимать одно и то же убежище в течение как минимум одного месяца, часто дольше, если это возможно. Эти осьминоги обычно покидают свое логово на короткие периоды времени и в конечном итоге возвращаются, чтобы повторно использовать то же самое логово. [29] Однако в течение более длительных периодов времени E. dofleini перемещаются в новые логова, расположенные относительно близко, в среднем на расстоянии 13,2 метра. [28] [29]
В отличие от большинства других видов осьминогов, продолжительность жизни которых обычно составляет всего один год, гигантский тихоокеанский осьминог живет от трех до пяти лет. [3] Они достигают половой зрелости в возрасте от одного до двух лет. [34] Созревание гонад связано с зрительной железой осьминогов, которую функционально сравнивают с гипофизом позвоночных . [33] Эти зрительные железы являются единственными эндокринными железами, идентифицированными у осьминогов, и было обнаружено, что их секреция способствует поведению, связанному с размножением и старением . После удаления самки больше не вынашивают яйца, возобновляют питание, увеличивают вес и живут дольше по сравнению с половозрелыми, вынашивающими самками, у которых все еще сохраняются зрительные железы. [33]
Чтобы компенсировать свою относительно короткую продолжительность жизни, осьминог чрезвычайно плодовит. Он может отложить от 120 000 до 400 000 яиц, которые покрыты хорионом и прикреплены к твердой поверхности самкой. Об икре интенсивно заботится исключительно самка, которая постоянно обдувает ее водой и чистит, удаляя водоросли и другие наросты. Пока она выполняет свой долг родительской заботы, самка остается рядом со своей икрой, никогда не покидая ее, чтобы поесть, что приводит к ее смерти вскоре после того, как вылупляются детеныши. [35] Смерть самки наступает в результате голодания, поскольку она питается собственным жиром [36] в течение этого периода, составляющего около 6 месяцев. [23] Детеныши имеют размер примерно с рисовое зерно [37] , и очень немногие из них доживают до взрослого возраста. Их темпы роста довольно быстры: начиная с 0,03 г (0,0011 унции) и увеличиваясь до 20–40 кг (44–88 фунтов) во взрослом возрасте, что составляет увеличение примерно на 0,9% в день. [3] Рост гигантского тихоокеанского осьминога в течение года состоит из двух частей: более быстрая часть, с июля по декабрь, и более медленная часть, с января по июнь. [38] Поскольку они холоднокровные, они могут использовать большую часть потребляемой ими энергии для массы тела, дыхания, физической активности и воспроизводства. [23] Во время воспроизводства самец осьминога откладывает сперматофор (или пакет спермы) длиной более 1 м (3,3 фута) с помощью своего гектокотиля (специализированной руки) в мантию самки. Гектокотиль находится на третьей руке самцов осьминогов и занимает последние четыре дюйма руки. [39] Эта часть анатомии мужской руки не содержит присосок. Крупные сперматофоры характерны для осьминогов этого рода. [40] Самка хранит сперматофор в своей сперматеке до тех пор, пока она не будет готова оплодотворить свои яйца. Было замечено, что одна самка в Сиэтлском аквариуме сохраняла сперматофор в течение семи месяцев, прежде чем отложить оплодотворенные яйца. [23]
И самцы, и самки гигантских тихоокеанских осьминогов являются семелепорождающими , что означает, что они проходят только один цикл размножения в своей жизни. Анализ кладок яиц показал наличие полигинии и полиандрии у гигантских тихоокеанских осьминогов, когда самцы и самки спариваются с несколькими партнерами. [41] Это множественное отцовство потенциально позволяет самкам увеличить шансы того, что по крайней мере один из самцов, с которыми она спаривается, произведет здоровое потомство. После спаривания и самцы, и самки перестают есть и в конечном итоге умирают. [39] [34] [25] После размножения они вступают в старение , которое включает в себя очевидные изменения в поведении и внешнем виде, включая снижение аппетита, втягивание кожи вокруг глаз, придающее им более выраженный вид, повышенную активность в нескоординированных узорах и белые поражения по всему телу. Хотя продолжительность этой стадии различна, она обычно длится около одного-двух месяцев. Несмотря на то, что активное старение в основном происходит в этот период сразу после размножения, исследования показали, что изменения, связанные со старением, могут начаться уже в начале репродуктивного поведения. [42] На ранних стадиях старения, которые начинаются, когда осьминог переходит в стадию размножения, отмечается повышенная чувствительность, когда особи чрезмерно реагируют как на вредные, так и на невредные прикосновения. Когда они вступают в позднюю стадию старения, наблюдается нечувствительность наряду с драматическими физическими изменениями, описанными выше. Изменения в чувствительности к прикосновениям объясняются уменьшением клеточной плотности в нервных и эпителиальных клетках по мере деградации нервной системы. [42] Смерть обычно приписывают голоданию, поскольку самки прекращают охотиться, чтобы защитить свои яйца; самцы часто проводят больше времени на открытом воздухе, что делает их более подверженными нападению. [43]
Осьминоги считаются самыми умными беспозвоночными. [44] Гигантские тихоокеанские осьминоги обычно выставляются в аквариумах из-за их размера и интересной физиологии и продемонстрировали способность узнавать людей, с которыми они часто вступают в контакт. Эти реакции включают в себя струи воды, изменение текстуры тела и другие виды поведения, которые последовательно демонстрируются определенным людям. [45] Они способны решать простые головоломки, открывать бутылки, защищенные от детей, и использовать инструменты. [23] Мозг осьминога имеет складчатые доли (отличительная характеристика сложности) и визуальные и тактильные центры памяти. У них около 300 миллионов нейронов . [23] Известно, что они открывают клапаны баков, разбирают дорогостоящее оборудование и, как правило, сеют хаос в лабораториях и аквариумах. [23] Некоторые исследователи даже утверждают, что они способны к двигательным играм [46] и имеют личности. [47]
Гигантские тихоокеанские осьминоги в настоящее время не находятся под защитой Конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения , и не занесены в Красный список МСОП . [48] Методы ДНК помогли провести генетический и филогенетический анализ эволюционного прошлого вида. После анализа ДНК гигантский тихоокеанский осьминог может фактически оказаться тремя подвидами (один в Японии, другой на Аляске и третий в заливе Пьюджет-Саунд ). [ требуется ссылка ]
В заливе Пьюджет-Саунд Комиссия по рыболовству и дикой природе штата Вашингтон приняла правила по защите добычи гигантских тихоокеанских осьминогов на семи участках после того, как законная добыча вызвала общественный резонанс. [49] Популяции в заливе Пьюджет-Саунд не считаются находящимися под угрозой исчезновения. [ необходима ссылка ]
Независимо от этих пробелов в данных по оценкам численности, будущие сценарии изменения климата могут повлиять на эти организмы по-разному. Изменение климата является сложным, с прогнозируемыми биотическими и абиотическими изменениями в многочисленных процессах, включая ограничение кислорода, воспроизводство, закисление океана, токсины, воздействие на другие трофические уровни и редактирование РНК . [ необходима цитата ]
Мошенничество является проблемой в индустрии морепродуктов, когда названия видов меняются случайно или намеренно, как в случае использования названия более дорогого вида на более дешевый. В частности, головоногие моллюски теряют отличительные характеристики во время обработки пищевых продуктов, что значительно затрудняет их идентификацию. В одном исследовании был разработан мультиплексный ПЦР-анализ для различения трех распространенных видов осьминогов в восточной части Тихого океана, а именно гигантского тихоокеанского осьминога, большого синего осьминога и обыкновенного осьминога , чтобы точно идентифицировать эти виды и помочь предотвратить мошенничество с морепродуктами. [50] В сочетании с отсутствием оценки и неправильной маркировкой отслеживание численности вида практически невозможно. Ученые полагались на количество улова для оценки численности запасов, но животные живут поодиночке и их трудно найти. [23] Такие сайты, как The Monterey Bay Aquarium Seafood Watch, могут помочь людям ответственно потреблять морепродукты, включая гигантского тихоокеанского осьминога. Seafood Watch относит гигантского тихоокеанского осьминога к категориям «Покупать» или «Покупать, но иметь в виду некоторые опасения» в зависимости от географического расположения улова. [51]
Было обнаружено, что осьминоги мигрируют по разным причинам. Используя методы меток и повторного отлова, ученые обнаружили, что они перемещаются из логова в логово в ответ на уменьшение доступности пищи, изменение качества воды, увеличение хищничества или увеличение плотности популяции (или уменьшение доступного места обитания/логова) [52] Поскольку их голубая кровь основана на меди ( гемоцианин ), а не является эффективным переносчиком кислорода, осьминоги предпочитают и перемещаются в более прохладную, богатую кислородом воду. Эта зависимость ограничивает среду обитания осьминогов, как правило, умеренными водами 8–12 °C (46–54 °F). [3] Если температура морской воды продолжит расти, эти организмы могут быть вынуждены переместиться в более глубокие, прохладные воды.
Каждое падение в канале Худ в Вашингтоне , среде обитания многих осьминогов, фитопланктон и макроводоросли погибают и создают мертвую зону . По мере разложения этих микроорганизмов кислород расходуется в процессе и, как было измерено, составляет всего 2 части на миллион (ppm). Это состояние гипоксии . Нормальные уровни измеряются на уровне 7–9 ppm. [53] Рыбы и осьминоги перемещаются из глубины в мелководье за большим количеством кислорода. Самки не уходят и умирают вместе со своей икрой в местах гнездования. Повышение температуры морской воды способствует росту фитопланктона, и было обнаружено, что ежегодные мертвые зоны увеличиваются в размерах. [23] Чтобы избежать этих мертвых зон, осьминоги должны перемещаться в более мелкие воды, которые могут быть теплее по температуре и менее богаты кислородом, запирая их между двумя зонами с низким содержанием кислорода. [ необходима цитата ]
Повышение температуры морской воды также усиливает метаболические процессы. Чем теплее вода, тем быстрее развиваются и вылупляются яйца осьминога. [3] После вылупления параличинки поднимаются на поверхность, чтобы присоединиться к другому планктону , где на них часто охотятся птицы, рыбы и другие планктоноядные. Более быстрое время вылупления также может повлиять на критические сроки доступности пищи. [54] Одно исследование показало, что более высокие температуры воды ускоряют все аспекты воспроизводства и даже сокращают продолжительность жизни до 20%. [55] Другие исследования сходятся во мнении, что сценарии потепления климата должны приводить к более высокой смертности эмбрионов и параличинок. [56]
Сжигание ископаемого топлива , вырубка лесов, индустриализация и другие изменения в землепользовании приводят к повышению уровня углекислого газа в атмосфере. Океан поглощает примерно 30% выбрасываемого антропогенного CO2 . [ 57] По мере того, как океан поглощает CO2 , он становится более кислым и его pH снижается. Закисление океана снижает количество доступных карбонатных ионов, которые являются строительным блоком для карбоната кальция (CaCO3 ) . Кальцифицирующие организмы используют карбонат кальция для производства раковин, скелетов и панцирей. [58] На предпочитаемую осьминогами добычу (крабы, моллюски, гребешки, мидии и т. д.) негативно влияет закисление океана, и ее численность может уменьшиться. Изменения в доступной добыче могут привести к изменению рациона осьминогов на другие, не имеющие раковин организмы. [ необходима ссылка ]
Поскольку у осьминогов гемоцианин, как кровь на основе меди, небольшое изменение pH может снизить способность переносить кислород. Изменение pH с 8,0 до 7,7 или 7,5 будет иметь последствия для жизни или смерти головоногих. [23]
Исследователи обнаружили высокие концентрации тяжелых металлов и ПХБ в тканях и пищеварительных железах, которые могли попасть туда от предпочитаемой добычи этих осьминогов, красного каменного краба ( Cancer productus ) . [59] Эти крабы зарываются в загрязненные отложения и поедают добычу, обитающую поблизости. [3] Какое воздействие эти токсины оказывают на осьминогов, неизвестно, но известно, что у других подвергшихся воздействию животных наблюдались повреждения печени, изменения в иммунной системе и смерть. [ необходима ссылка ]
Потенциальные изменения в популяциях осьминогов повлияют на верхние и нижние трофические уровни . [54] Нижние трофические уровни включают все виды добычи и могут колебаться обратно пропорционально численности осьминогов. Высшие трофические уровни включают всех хищников осьминогов и могут колебаться в зависимости от численности осьминогов, хотя многие из них могут охотиться на различные организмы. Защита других видов, находящихся под угрозой исчезновения, может повлиять на популяции осьминогов (например, морских выдр), поскольку они могут полагаться на осьминогов в качестве пищи. Некоторые исследования показывают, что вылов других видов помог популяциям осьминогов, уничтожив хищников и конкурентов. [ необходима цитата ]