Осьминоги — мозговитые существа со сложным интеллектом, и теперь учёные обнаружили ключ, который может частично объяснить выдающийся интеллект этих головоногих моллюсков: новое исследование показало, что его гены имеют генетическую особенность, которая также наблюдается у людей.
Ключи, обнаруженные учёными, называются «прыгающими генами», или транспозонами, и они составляют 45% человеческого генома. Прыгающие гены — это короткие последовательности ДНК, способные копировать и вставлять или вырезать и вставлять себя в другое место в геноме, и они были связаны с эволюцией геномов у многих видов. Недавнее генетическое секвенирование показало, что два вида осьминогов — Octopus vulgaris и Octopus bimaculoides — также имеют геномы, заполненные транспозонами, согласно исследованию, опубликованному 18 мая в журнале BMC Biology.
Изображение: Pixabay/Dieterich01
Авторы исследования сообщили, что как у людей, так и у осьминогов большинство транспозонов находятся в состоянии покоя, либо отключены из-за мутаций, либо заблокированы от репликации клеточной защитой. Но один вид транспозонов у людей, известный как Long Interspersed Nuclear Elements или LINE, всё ещё может быть активным. Данные предыдущих исследований свидетельствуют о том, что прыгающие гены LINE жёстко регулируются мозгом, но по-прежнему важны для обучения и для формирования памяти в гиппокампе.
Когда учёные более внимательно изучили прыгающие гены осьминогов, которые могли свободно копировать и вставлять по всему геному, они обнаружили транспозоны из семейства LINE. Этот элемент был активен в вертикальной доле осьминога — отделе мозга осьминогов, который имеет решающее значение для обучения и функционально аналогичен человеческому гиппокампу, рассказал Live Science Грациано Фиорито (Graziano Fiorito), соавтор исследования и биолог Зоологической станции Антона Дорна (SZAD) в Неаполе, Италия.
В новом исследовании специалисты измерили транскрипцию одного транспозона осьминога в РНК и трансляцию в белок, обнаружив значительную активность в областях мозга, связанных с поведенческой пластичностью — как организмы меняют свое поведение в ответ на различные раздражители.
«Мы были очень рады, потому что это своего рода доказательство», — сказала соавтор исследования Джованна Понте (Giovanna Ponte), научный сотрудник отдела биологии и эволюции морских организмов в SZAD.
Фиорито добавил, что даже несмотря на то, что осьминоги не имеют близкого родства с животными с позвоночником, тем не менее, они демонстрируют поведенческую и нервную пластичность, аналогичную пластичности позвоночных.
«Эти существа, как и млекопитающие, обладают способностью постоянно адаптироваться и решать проблемы», и эти данные намекают на то, что сходство может происходить на генетическом уровне, сказал он.
Результаты этого исследования не только связывают прыгающие гены с интеллектом осьминогов, они также предполагают, что транспозоны LINE делают куда больше, чем просто прыгают. Скорее, они играют определённую роль в когнитивной обработке, предположили авторы в своём заявлении. Согласно исследованию, поскольку прыгающие гены являются общими для людей и осьминогов, они могут быть хорошими кандидатами для будущих исследований интеллекта и того, как он развивается и изменяется между особями внутри вида.
Однако, поскольку осьминоги довольно далеки от людей на древе жизни, возможно, что активные транспозоны LINE в этих двух группах являются примером конвергентной эволюции. Это означает, что их вклад в интеллект развивался отдельно в двух линиях, а не происходил от общего предка, сообщили учёные.
