Головоногие, такие как осьминоги, кальмары и каракатицы, — очень умные животные со сложной нервной системой. В Science Advances группа под руководством Николауса Раевски из Центра Макса Дельбрюка показала, что их эволюция связана с резким расширением их репертуара микроРНК.
Если мы зайдем достаточно далеко в историю эволюции, мы столкнемся с последним известным общим предком человека и головоногих: примитивным червеобразным животным с минимальным интеллектом и простыми пятнами на глазах. Позже животный мир можно разделить на две группы организмов — с позвоночником и без позвоночника. В то время как у позвоночных, особенно у приматов и других млекопитающих, развился большой и сложный мозг с разнообразными когнитивными способностями, у беспозвоночных этого не произошло. За одним исключением: головоногие.
Ученые долго задавались вопросом, почему такая сложная нервная система смогла развиться только у этих моллюсков. Теперь международная команда под руководством исследователей из Центра Макса Дельбрюка и Дартмутского колледжа в США выдвинула возможную причину. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, они объясняют, что осьминоги обладают значительно расширенным репертуаром микроРНК (миРНК) в своей нервной ткани, что отражает аналогичные разработки, которые произошли у позвоночных.
«Итак, это то, что связывает нас с осьминогом», — говорит профессор Николаус Раевски, научный руководитель Берлинского института медицинской системной биологии Центра Макса Дельбрюка (MDC-BIMSB), руководитель лаборатории системной биологии элементов, регулирующих гены, и последний автор газеты. Он объясняет, что это открытие, вероятно, означает, что микроРНК играют фундаментальную роль в развитии сложного мозга.
Результаты анализов были неожиданными: «Действительно, происходило много редактирования РНК, но не в тех областях, которые, по нашему мнению, представляют интерес», — говорит Раевски. Самым интересным открытием было на самом деле резкое расширение хорошо известной группы генов РНК, микроРНК.
Всего было обнаружено 42 новых семейства микроРНК, особенно в нервной ткани и в основном в головном мозге. Учитывая, что эти гены были законсервированы во время эволюции головоногих, команда пришла к выводу, что они были явно полезны для животных и, следовательно, функционально важны.
С эволюционной точки зрения осьминоги уникальны среди беспозвоночных. У них есть как центральный мозг, так и периферическая нервная система, способная действовать независимо. Если осьминог теряет щупальце, щупальце остается чувствительным к прикосновению и все еще может двигаться. Причина, по которой только у осьминогов развились такие сложные функции мозга, может заключаться в том, что они очень целенаправленно используют свои руки — например, как инструменты для вскрытия раковин.
Осьминоги также демонстрируют другие признаки интеллекта: они очень любопытны и могут запоминать вещи. Они также могут узнавать людей и на самом деле любить одних больше, чем других. Теперь исследователи считают, что они даже видят сны, поскольку во сне меняют свой цвет и структуру кожи.
«Говорят, если хочешь встретить инопланетянина, займись дайвингом и подружись с осьминогом», — говорит Раевски. Теперь он планирует объединить усилия с другими исследователями осьминогов, чтобы сформировать европейскую сеть, которая позволит расширить обмен между учеными. Хотя сообщество в настоящее время невелико, по словам Раевски, интерес к осьминогам растет во всем мире, в том числе среди исследователей поведения.
Пропуски приема пищи увеличивают риск смерти