Кальмар -светлячок ( Watasenia scintillans ), также известный как сверкающий кальмар-энопе или хотару-ика в Японии [ 3] — вид кальмаров семейства Enoploteuthidae [4] . W. scintillans — единственный вид в монотипном роде Watasenia [4] .
Эти крошечные кальмары встречаются на берегах Японии весной во время нереста , но проводят большую часть своей жизни в более глубоких водах на глубине от 200 до 400 метров (от 700 до 1300 футов; от 100 до 200 саженей). [5] Они являются биолюминесцентными организмами и излучают синий свет из фотофоров , которые, по гипотезам некоторых ученых, могут использоваться для общения, маскировки или привлечения пищи, но научному сообществу до сих пор неясно, как именно этот вид использует свою биолюминесценцию. [3]
Кальмар-светлячок является хищником и активно охотится на свою пищу, которая включает веслоногих рачков , мелкую рыбу и других кальмаров. [3] Продолжительность жизни кальмара-светлячка составляет около одного года. В конце своей жизни самки возвращаются близко к берегу, чтобы выпустить икру , а затем вскоре умирают. Эта массовая миграция кальмаров-светлячков к берегу является прибыльным бизнесом для японских рыбаков, и во время нереста многие выходят в заливы, чтобы собрать умирающих кальмаров. Многие также посещают Японию во время нереста, чтобы увидеть яркий синий свет, создаваемый биолюминесценцией кальмара-светлячка, освещающий залив, делая их нерестовый сезон не только возможностью для рыбалки , но и туристической достопримечательностью. [5]
Кальмар-светлячок принадлежит к классу головоногих и надотряду десятиногих , обычно известных как кальмары. Их тело состоит из отчетливо выраженной головы и мантии и имеет двусторонне-симметричную компоновку. Это мягкотелые организмы со скелетной структурой, состоящей из хитина . У них относительно большие глаза, восемь рук и два щупальца . Они далее классифицируются в отряде Oegopsida за обладание характерными чертами, такими как отсутствие карманов для щупалец на голове и присосок на щечных опорах. Они принадлежат к семейству Enoploteuthidae , на основании крючков на их щупальцах.
В среднем взрослый кальмар-светлячок имеет длину около 7,5 см (3 дюйма). [3] Они коричневого/красного цвета, но излучают синий и зеленый свет своими фотофорами . Кальмар-светлячок обладает тремя типами фотофоров. [6] Существует несколько (800-1000) маленьких фотофоров, покрывающих вентральную поверхность его тела, пять более крупных фотофоров вокруг нижних краев каждого глаза и три очень больших фотофора на кончике каждой из четвертой пары рук. [7] [6] Фотофоры, которые усеивают тело кальмара, производят две разные длины волн света (как синюю, так и зеленую биолюминесценцию), в то время как те, что вокруг глаза и на руках производят только синий свет. [8] Реагент люциферин и необходимый фермент люцифераза расположены в кристаллической структуре внутри стержнеобразных тел в их фотофорах. [9] [10] Кальмар-светлячок — единственный головоногий моллюск, имеющий такое структурное расположение, которое увеличивает эффективность его биолюминесценции и позволяет направлять свет вниз в виде конусообразной проекции. [11] Предполагается, что этот направленный конус биолюминесценции позволяет кальмару-светлячку лучше обнаруживать свою добычу и хищников снизу и привлекать мелкую рыбу для еды. [11] Фотофоры на кончиках его четвертой пары конечностей производят очень интенсивный свет, который можно увидеть невооруженным глазом. [12]
Кальмар-светлячок обитает в водах у побережья Японии. [13] [14] Глубина, на которой можно найти этих кальмаров, варьируется (300–400 м или 1000–1300 футов днем и 20–60 м или 70–200 футов ночью) в течение дня, [14] поскольку они являются одним из нескольких видов кальмаров, которые участвуют в суточной вертикальной миграции . [14] [15] По этой причине они также испытывают значительное изменение температуры окружающей среды в течение дня (3–6 °C или 37–43 °F днем и 5–15 °C или 41–59 °F ночью). [14] Кальмар-светлячок особенно известен своей ежегодной миграцией в прибрежные воды залива Тояма с целью размножения. [13] [14] [15]
Рацион кальмара-светлячка меняется на протяжении всей его жизни. На параларвальной стадии его рацион в основном состоит из каланоидных веслоногих рачков (зоопланктон). На субвзрослых и взрослых стадиях наблюдается увеличение разнообразия рациона, включающего планктонных ракообразных, рыб и кальмаров. [16]
Кальмар-светлячок сталкивается с высоким уровнем хищничества и может служить основным источником пищи для некоторых хищных видов, включая северных морских котиков, особенно во время их ежегодной миграции. [13] [17] Кальмар проводит день на глубине нескольких сотен метров, возвращаясь на поверхность, когда наступает ночь. Он использует свои способности чувствовать и производить свет для маскировки против освещения : он сопоставляет яркость и цвет своей нижней части со светом, исходящим от поверхности, что затрудняет обнаружение его хищниками снизу. [18] Как участник суточной вертикальной миграции, кальмар-светлячок в основном питается ночью. [14] [15] Эта стратегия питания отражена в анатомии кишечника кальмара, который имеет более длинную слепую кишку, что позволяет ему поглощать питательные вещества в течение дня, когда его скорость метаболизма ниже. [14] [15]
Кальмар-светлячок обитает в глубоких водах западной части Тихого океана, куда проникает ограниченное количество видимого света с поверхности, и является биолюминесцентным . Более короткие длины волн видимого света — это синий, зеленый и желтый. Эти более короткие длины волн обладают большей энергией и могут проникать глубже в толщу воды. Зрительная система кальмара приспособлена для захвата наибольшего количества света на этих глубинах. Каждый глаз имеет большой зрачок, позволяющий большему количеству окружающего света проникать в глаз, отсутствие роговицы, которая уменьшала бы или искажала поглощенный свет, сферическую линзу, которая значительно ограничивает искажение (кому и астигматизм), и преобладающий зрительный пигмент — ретиналь (A1) с максимальным поглощением при 482 нм. [19]
Химический и структурный анализ сетчатки кальмара-светлячка выявил наличие трех визуально активных пигментов, расположенных в различных областях сетчатки кальмара. Это уникально среди головоногих моллюсков и может позволить этим кальмарам иметь цветовое зрение. [20] [21] Наличие двух или более визуально активных пигментов было обнаружено только в глазах других организмов, способных к цветовому различению. [22] Три обнаруженных пигмента включают ретиналь (A1) с максимальным поглощением при 482 нм, гидроксиретиналь (A4) с максимальным поглощением при 470 нм и дегидроретиналь (A2) с максимальным поглощением при 500 нм. Сканирующая электронная микроскопия показывает, что каждый пигмент содержится в отдельных фоторецепторных клетках сетчатки, что позволяет разделять каждый пигмент в определенные места на сетчатке кальмара. [20] Свет определенных длин волн должен достигать определенных фоторецепторных клеток в сетчатке, чтобы избежать продольной сферической аберрации (LSA). Колбочки сетчатки позвоночных сгруппированы в одном и том же месте сетчатки и используют мультифокальные линзы для преломления длин волн для активации определенных фоторецепторных клеток. У светлячков-кальмаров нет мультифокальных линз, но они используют сгруппированную сетчатку – определенные фоторецепторные клетки расположены на разных расстояниях от линзы – для компенсации LSA. [19]
Виды головоногих моллюсков исторически были полиандрическими, в которых самка спаривается с несколькими партнерами, благодаря общим репродуктивным признакам и жизненному циклу. [23] Кальмары-светлячки демонстрируют редкие свидетельства моногамии головоногих моллюсков в своем репродуктивном цикле, когда они совершают ежегодную миграцию в прибрежные воды залива Тояма каждую весну во время своего брачного сезона. Например, самки хранят сперму в течение длительного времени в двусторонних мешочках под шейным воротником и способны метать икру после сезона размножения, когда самцов больше нет. [24] Самцы демонстрируют особую выработку и выделение спермы для увеличения своего репродуктивного успеха. Одно из предлагаемых объяснений этого необычного поведения заключается в том, что, хотя самцы достигают половой зрелости до сезона размножения, самки достигают полной зрелости только в конце сезона. В результате более короткой продолжительности жизни самцов большинство самцов способны совокупляться только один раз и в основном исчезают к тому времени, когда самки могут использовать сперму, сохраненную во время совокупления. [13] После того, как яйца кальмара были оплодотворены и отложены, он умирает, достигнув конца своего однолетнего жизненного цикла. Нерест, в котором участвуют большие скопления кальмаров, происходит между февралем и июлем. [1]
Исследования проводились в 2020 году вокруг островов Оки в Японском море, распространенного места спаривания W. scintillans , во время предполагаемого периода спаривания (EMP) с середины февраля по середину марта, чтобы проверить гипотезу моногамии кальмаров-светлячков. Исследователи обнаружили, что спарившиеся самки хранят эквивалентное количество спермы в обоих мешочках, окружающих их семенные приемники. [24] Они также наблюдали постепенное уменьшение количества спермы в течение репродуктивного сезона. [24] Эти данные указывают на сохранение спермы на протяжении всей жизни самок кальмаров-светлячков. Исследователи обнаружили, что 95% протестированных самок хранили сперму от одного самца. [24] Дальнейший сбор данных подтвердил, что сперма одного самца оплодотворила все яйцеклетки самки. [24] Оба эти открытия подтверждают моногамное размножение W. scintillans . Чтобы проверить моногамию у самцов кальмаров-светлячков, исследователи измерили зрелость и плодовитость особей. Данные показывают, что средний уровень спермы у самцов допускает не более 2-3 копуляций. [24] Доказательства низкой производительности спермы и ограниченных возможностей спаривания у самцов, основанные на смещенном операционном соотношении полов и отсутствии повторного спаривания у самок, подтверждают гипотезу моногамии у самцов. Сначала была установлена женская моноандрия, а затем самцы последовали ее примеру, чтобы создать взаимную моногамию у W. scintillans . [25]
Рыбаки давно знают, что светлячки-кальмары собираются в заливе Тояма у побережья Японии для нереста. Их часто ловят ночью, когда они поднимаются на поверхность, или в рыболовные сети, которые тралят мезопелагические глубины в течение дня. Коммерческое потребление W. scintillans в значительной степени обусловлено мигающим синим проявлением фотофоров, что делает их ценным блюдом в меню ресторанов. Этот кальмар является объектом коммерческого вылова в Японии, на долю которого приходится ежегодный улов от 4804 до 6822 тонн с 1990 по 1999 год. [26]
Хранение W. scintillans было затруднено из-за их адаптации к глубоководной морской среде, которая отличается особой холодностью и темнотой. Исследователи обнаружили, что долгосрочная седация (3+ дня) светлячкового кальмара может быть достигнута с помощью сульфата магния без нанесения организму относительного вреда. [27] W. scintillans быстро возвращался в свое нормальное состояние всего через несколько минут после переноса в пресную морскую воду в конечном пункте назначения. [27] Перевезенные животные сохраняли свои способности к вспышке фотофора, что является ключевым направлением для исследователей. [27]
Исторически, светлячковый кальмар никогда не употреблялся в пищу сырым в Японии из-за риска заражения нематодой Crassicauda giliakiana . Однако, с использованием современных холодильных установок , сырой светлячковый кальмар теперь может быть подан после прохождения стандартов безопасности пищевых продуктов, установленных Министерством здравоохранения, труда и благосостояния .
Patel, K. и D. Pee 2011. "Watasenia scintillans" (онлайн), Animal Diversity Web. Доступно 9 октября 2016 г. по адресу http://animaldiversity.org/accounts/Watasenia_scintillans/
.jpg/1280px-Boiled_firefly_squids_(2014.03.19).jpg)
_sa.jpg/1280px-W._scintillans_in_Toyama_2019-12-09_(1)_sa.jpg)
