Pueden reconocerse entre sí utilizando la quimiosensación y aparearse sin contacto físico completo
Un nuevo estudio realizado por biólogos de Harvard revela cómo se orientan los pulpos para encontrar potencial pareja mediante un sistema sensorial de "gusto por tacto" e incluso pueden aparearse a la distancia de un brazo sin verse realmente.
En un nuevo estudio los investigadores descifraron cómo un apéndice masculino funciona como un órgano multifuncional para buscar, sentir y reproducirse, e incluso continúa respondiendo a las hormonas sexuales femeninas después de ser separado del cuerpo.
"El brazo especializado para el apareamiento se había documentado hace mucho tiempo, pero se desconocía que también fuera un órgano sensorial", dijo el profesor de biología molecular y celular Nicholas Bellono, autor principal del nuevo artículo. "Este es el mecanismo mediante el cual los pulpos reconocen a sus parejas y facilitan la fecundación".
En los cefalópodos machos, uno de los ocho brazos, conocido como hectocótilo, está dedicado a la reproducción. Durante el apareamiento, el macho se abre camino serpenteando hasta el manto femenino (una cavidad en el cuerpo principal que contiene los órganos vitales), encuentra el oviducto y deposita un paquete que contiene semillas llamado "espermatóforo". El hectocótilo también contiene un surco especial para el paso del paquete de esperma desde los testículos en el manto masculino hasta la punta del extremo.
La función del hectocótilo es bien conocida por los biólogos, e incluso Aristóteles lo mencionó. Sin embargo, hasta ahora se sabía poco sobre las capacidades sensoriales de este brazo.
Cómo detectan a sus parejas los brazos del pulpo
El laboratorio de Bellono ha realizado una extensa investigación sobre el sistema sensorial de los cefalópodos. Los brazos del pulpo exploran el fondo marino como ocho lenguas musculares; una sola ventosa contiene unas 10.000 células sensoriales. La mayoría de los 500 millones de neuronas del pulpo se distribuyen en los brazos —no en el cerebro— y estos apéndices pueden funcionar de forma autónoma.
Este nuevo estudio, como muchos acontecimientos relacionados con la reproducción, surgió por casualidad.
Pablo Villar, investigador postdoctoral en el laboratorio de Bellono, estaba realizando un amplio estudio de los receptores del pulpo y le intrigó descubrir que el hectocótilo estaba repleto de sensores, al igual que los de los otros brazos.
"Eso fue sorprendente, porque los machos generalmente no utilizan el hectocótilo para explorar o encontrar alimento", dijo Villar, autor principal del estudio. "Lo mantienen pegado al cuerpo, enrollado, y en realidad no lo utilizan para tomar muestras del fondo marino".
Imagen: Un estudio revela que el brazo de apareamiento del pulpo también funciona como sensor químico.
Experimentos revelan el apareamiento quimiosensorial
Los científicos decidieron dejar que los animales demostraran cómo usaban sus brazos. Observaron el apareamiento de pulpos de dos manchas de California, la especie Octopus bimaculoides, originaria de la costa del Pacífico de América.
Los científicos colocaron pulpos machos y hembras a ambos lados de una barrera negra en un tanque de agua salada. El separador tenía pequeñas aberturas lo suficientemente anchas como para que cupieran los brazos.
Incluso sin señales visuales, el macho podía alcanzar el otro compartimento, encontrar a la hembra e insertar la punta del hectocótilo en su manto. Las hembras, que tenían la capacidad de retirarse a un rincón inaccesible del tanque, a menudo agradecían este acercamiento. Los científicos describieron la escena: "tanto el macho como la hembra detuvieron todo movimiento, a veces durante más de una hora, durante la transferencia al espermatóforo".
"Ellos se aparearon a través de la barrera", dijo Villar. "Para nosotros, esa fue la demostración más sencilla y clara de que pueden reconocerse entre sí utilizando únicamente la quimiosensación y aparearse sin contacto físico completo".
Los investigadores observaron emparejamientos similares entre diferentes machos y hembras, incluso en completa oscuridad. Sin embargo, cuando dos machos se emparejaban, no intentaban aparearse. Para los científicos, estas pistas sugerían que las hembras debían emitir algún tipo de señal sexual.
Imagen: Una hembra de pulpo de dos manchas de California se aparea a través de una barrera con un macho que utiliza un brazo especializado llamado hectocótilo para alcanzar su manto y oviductos. Anik Grearson, Universidad de Harvard.
El sorprendente papel de la progesterona en el apareamiento
Los investigadores analizaron muestras de tejido de los órganos reproductores femeninos y descubrieron que estaban enriquecidas con moléculas precursoras de la progesterona, un esteroide femenino.
De hecho, dos experimentos demostraron el poder de esta hormona sexual. Los investigadores amputaron un hectocótilo, expusieron el apéndice a la progesterona y observaron que se movía vigorosamente.
En otro experimento, los investigadores colocaron pulpos machos y hembras a ambos lados de una barrera, pero justo antes de que se consumara el apareamiento, la hembra fue reemplazada por tubos recubiertos de progesterona. Los machos exploraron los conductos cargados de progesterona como si fueran el manto de una hembra, pero no mostraron interés alguno en los conductos impregnados de otras sustancias químicas.
Observando de cerca las estructuras sensoriales
Al examinar con un microscopio electrónico, los investigadores vieron que la punta del hectocótilo estaba salpicada de pequeñas ventosas, similares a las de los otros brazos. Mediante técnicas de tinción y secuenciación de células individuales, revelaron que estos tejidos estaban densamente recubiertos de nervios y células sensoriales. Estos indicios sugerían que este brazo desempeñaba una función sensorial vital.
A continuación, intentaron identificar qué receptores detectaban las hormonas sexuales femeninas. Solo uno respondía con fuerza a la progesterona: un receptor llamado CRT1, que ya se había identificado por detectar microbios en la superficie de las presas. Además, resultó desempeñar un papel en el apareamiento.
La progesterona es una hormona ancestral que se ha conservado a lo largo de la historia evolutiva; sin embargo, entre los pulpos, sus receptores han sufrido modificaciones únicas en cada especie.
Vídeo: Imágenes de pulpos de dos manchas de California capturados en estado salvaje en un tanque separado por una barrera opaca con pequeñas aberturas a través de las cuales pueden tocarse e interactuar. Durante el apareamiento, el macho introduce su hectocótilo y se dirige hacia el manto y el ovario de la hembra para depositar los paquetes de esperma. Pablo Villar, Universidad de Harvard
Implicaciones evolutivas para nuevas especies
El equipo, una colaboración de 12 coautores de Harvard, la Universidad de California en San Diego y universidades de Okinawa y Suecia, descubrió que los receptores quimiotáctiles mostraban indicios de una rápida evolución reciente, quizás porque estos esteroides sexuales ayudaban a estos animales a reconocer a posibles parejas de su propia especie y a distinguirlas de otras especies estrechamente relacionadas.
Los pulpos son animales solitarios que se encuentran solo ocasionalmente para aparearse. Buscan alimento moviendo sus brazos sobre el fondo marino y las escarpadas formaciones rocosas. A veces, se encuentran.
Bellono afirmó que el estudio subraya cómo la biología sensorial puede mantener barreras reproductivas entre linajes e incluso contribuir a la ramificación de nuevas especies, el gran problema identificado por Charles Darwin. Este sistema de señalización sexual ejemplifica lo que los biólogos denominan "selección diversificadora", cuyo objetivo es acentuar las diferencias entre especies estrechamente relacionadas.
Y todo comenzó con un poco de curiosidad y descubrimientos fortuitos.
"También hay una cuestión filosófica sobre cómo se hace ciencia", añadió Bellono. "Se está desalentando activamente el apoyo y el énfasis en la apertura mental y en seguir lo que nos muestra la biología diversa. Pero este estudio demuestra que ese enfoque puede revelar algo fundamental, no solo sobre el apareamiento de los pulpos, sino también sobre el origen de las especies, que es, en esencia, la pregunta biológica por excelencia".
El estudio se ha publicado en la portada de la revista Science: A sensory system for mating in octopus
