Это обстоятельство, в первую очередь, связано со сложностью наблюдения за осьминогами в естественных условиях. Данные по размножению мелководных видов весьма немногочисленны и разрозненны, информация о глубоководных представителях и вовсе практически отсутствует. За всю историю изучения головоногих моллюсков было обнаружено всего пять кладок осьминогов, обитающих на больших глубинах.
Для осьминогов характерен довольно сложный процесс копуляции, во время которого самец с помощью видоизмененного, носящего название гектокотиль, щупальца передает самке сперматофор, представляющий собой плотно упакованные в компактную структуру сперматозоиды. Оплодотворение у осьминогов внутреннее; гектокотиль самца проникает в мантийную полость самки и помещает сперматофор в ее половые пути, или овидукты. По некоторым данным, сперма, находящаяся в половых путях самки, может сохранять жизнеспособность в течение 10 месяцев. До сих пор оставалось неизвестным, сколько именно сперматофоров передает самец самке и возможно ли оплодотворение одной самки несколькими самцами.
Сотрудникам музея естественной истории им. Филда в Чикаго (Field Museum of Natural History) и исследовательского института залива Монтерей (Monterey Bay Aquarium Research Institute) удалось достать самку глубоководного осьминога Graneledone boreopacifica вместе с кладкой яиц и только что вылупившимися детенышами с глубины 1600 м. Это стало возможным благодаря использованию подводного необитаемого аппарата ROV Tiburon, оснащенного специальным всасывающим пробоотборником. У самки и 12 детенышей были взяты пробы для анализа ДНК, что позволило ученым в дальнейшем сделать выводы о биологии размножения этого вида.
Для изучения генетических различий между особями одного вида учеными использовался метод анализа изменчивости микросателлитных локусов в ДНК. Эти локусы представляют собой очень короткие (от одной до шести пар нуклеотидных оснований) многократно повторяющиеся последовательности ДНК, число которых может варьировать у разных особей в популяции. Ученые провели анализ полиморфизма 18 микросателлитных локусов у всех детенышей осьминога, который показал, что они являются потомками двух разных отцов. Это наблюдение позволяет установить, что самка данного вида осьминога способна к спариванию с двумя (а, возможно, и более) самцами, сохранению их сперматозоидов в своих половых путях и использованию их при оплодотворении яиц.
Множественное отцовство (или полиандрия) хорошо изучено у каракатиц и некоторых кальмаров, кладки которых могут содержать потомков 1–5 разных отцов. Одним из очевидных преимуществ подобной репродуктивной стратегии является повышение вероятности выживания потомства, вылупившегося из одной кладки. Генетически, детеныши, вылупившиеся из кладки отложенной в результате спаривания одной самки и нескольких самцов, будут более разнообразными, чем потомки, получившиеся в результате моногамного спаривания. Поэтому шансы, что они смогут приспособиться и выжить в окружающей среде также окажутся выше.
Ученые надеются, что разработанная ими методика анализа микроселлитных локусов в ДНК осьминогов будет способствовать развитию исследований в области репродуктивного поведения головоногих моллюсков.
