Учёные из SISSA в Триесте и Stazione Zoologica в Неаполе сделали удивительное открытие. Их работа показывает, что высокий уровень нервной и когнитивной деятельности осьминогов может происходить от схожести молекулярных структур мозга этих животных с человеческим.
Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Biology. Оказывается, что одни и те же «прыгающие гены» активны в мозге человека и двух видов головоногих: Octopus vulgaris, (обыкновенного осьминога) и Octopus bimaculoides (калифорнийского осьминога).
Уже в 2001 году секвенирование генома человека показало, что 45% последовательностей составляют транспозоны — «прыгающие гены», которые с помощью механизмов молекулярного копирования, вырезания и вставки могут «перемещаться». В большинстве случаев эти подвижные элементы остаются заблокированными клеточными защитными механизмами, чтобы закодированная информация не повредила организму.
В то же время эти участки ДНК полезны для эволюционных изменений. Среди них наиболее важны принадлежащие к типу LINE (длинные диспергированные повторы). Сотни вариантов таких последовательностей были обнаружены в человеческом геноме. Считалось, что активность LINE была всего лишь пережитком прошлого, остатком эволюционных процессов, в которых участвовали эти мобильные элементы, но в последние годы появились данные, что они участвуют в тонких процессах, происходящих в мозге. Многие физиологи полагают, что транспозоны LINE связаны с когнитивными способностями, влияют на обучение и память. Наибольшую активность они проявляют в гиппокампе — структуре нашего мозга, отвечающего за нейронный контроль над процессами обучения.
Открытие элемента семейства LINE, активного в мозгу двух видов осьминогов, очень важно, потому что подтверждает идею о том, что эти элементы имеют специфическую функцию, выходящую за рамки копирования и вставки, — объясняет Ремо Сангес, директор лаборатории вычислительной геномики в SISSA.
По словам Джузеппе Петрозино из Stazione Zoologica, «это сходство между человеком и осьминогом, которое показывает активность элемента LINE в центре когнитивных способностей, можно объяснить как захватывающий пример конвергентной эволюции». Это явление, при котором у двух генетически далеких видов один и тот же молекулярный процесс развивается независимо, в ответ на сходные потребности.
Не так давно биологи из Бразилии выяснили, что у осьминогов может быть две фазы сна — как и у людей, млекопитающих и птиц. «Фазы сна у осьминогов очень похожи на человеческий быстрый и медленный сон, несмотря на то, что наши предки разошлись более 500 млн лет назад. Это может говорить о том, что быстрый сон становится необходимым для всех живых существ, если их нервная система достигает определенного уровня развития», — комментировал соавтор работы Сильвия Медейрос из Федерального университета Рио-Гранде до Норте.
