Naukowcy już wcześniej ustalili, że ośmiornice są mądrzejsze niż przeciętne bezkręgowce. Nowe odkrycie może wskazywać na jeden z powodów takiej sytuacji: specyficzną analogię molekularną z ludzkim mózgiem.
Zarówno genom człowieka, jak i ośmiornicy zawiera dużą liczbę „skaczących genów” znanych jako transpozony. Są one w stanie poruszać się po genomie czy też przemieszczać się na inną pozycję w genomie tej samej komórki. Choć nie wszystkie są aktywne, to są postrzegane jako „surowce” dla procesów ewolucyjnych. W nowym badaniu transpozony należące do rodziny LINE (Long Interspersed Nuclear Elements) zostały odkryte u ośmiornicy w części mózgu, która obsługuje zdolności poznawcze.
– Dosłownie podskoczyłam na krześle, kiedy pod mikroskopem zobaczyłam bardzo silny sygnał aktywności transpozonu w płacie pionowym, strukturze mózgu, która u ośmiornicy odpowiada za uczenie się i zdolności poznawcze, podobnie jak hipokamp u ludzi – mówi biolog Giovanna Ponte z instytutu badawczego Stazione Zoologica Anton Dohrn we Włoszech.
Wyniki analizy zostały opublikowane w „BMC Biology” (DOI: 10.1186/s12915-022-01303-5).
„Skaczące geny” w tym samym miejscu
Ostatnie badania ujawniają, w jaki sposób transpozony LINE działają w ludzkim mózgu. Uważa się, że są one związane z uczeniem się i pamięcią – częściowo dlatego, że są najbardziej aktywne w hipokampie, gdzie zachodzą te procesy. Znajdując „skaczące geny” w obszarach mózgu odpowiadających za podobne procesy u dwóch gatunków ośmiornic – ośmiornicy zwyczajnej (Octopus vulgaris) i ośmiornicy kalifornijskiej (Octopus bimaculoides) – badacze uważają, że odkryli przyczynę wysokiej inteligencji tych morskich stworzeń.
Choć transpozony są znane z wykorzystywania molekularnych mechanizmów „kopiuj-wklej” i „wytnij-wklej”, to nowe badanie sugeruje, że istnieje ich bezpośredni związek ze złożonością układu nerwowego.
– Odkrycie elementu z rodziny LINE, aktywnego w mózgu dwóch gatunków ośmiornic, jest bardzo istotne, ponieważ umacnia twierdzenia, że elementy te mają specyficzną funkcję, która wykracza poza kopiuj-wklej – mówi genetyk Remo Sanges z instytutu badawczego Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati we Włoszech.
Niezwykłe ośmiornice
Co więcej, badacze uważają, że możemy mieć do czynienia z przykładem ewolucji konwergentnej: kiedy podobne cechy rozwijają się niezależnie u zupełnie niespokrewnionych gatunków i zapewniają to samo dostosowanie, którym w tym przypadku są lepsze zdolności poznawcze.
Naukowcy nadal znajdują ewolucyjne sztuczki i neurologiczne reakcje, które wyróżniają ośmiornice wśród bezkręgowców i które sprawiają, że są one bardziej podobne do ssaków pod względem struktury i aktywności mózgu.
– Mózg ośmiornicy jest funkcjonalnie analogiczny w wielu cechach do mózgu ssaków – mówi biolog Graziano Fiorito ze Stazione Zoologica Anton Dohrn. – Również z tego powodu zidentyfikowany element LINE stanowi bardzo interesującego kandydata do dalszych badań w celu poszerzenia naszej wiedzy na temat ewolucji inteligencji – dodaje.
Źródło: Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, fot. CC0 Public Domain/ Public Domain Pictures
