№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Что общего у мозга человека и осьминога?

Фото: Wikimedia Commons

Ученые обнаружили удивительно сходство совсем недавно.

Ученые давно знают, что мозговитые осьминоги умнее любых других беспозвоночных, и теперь этому есть объяснение. Новое исследование показало специфическую молекулярную аналогию мозга осьминога с человеческим мозгом.

И человеческий геном, и геном осьминога содержат большое количество так называемых «прыгающих генов», или транспозонов, которые способны дублировать себя и перемещаться в пределах генома. Хотя не все из них активны, транспозоны рассматриваются как «сырье» для различных эволюционных процессов.

В новом исследовании транспозоны, принадлежащие к семейству LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), которые представляют собой длинные последовательности в ДНК эукариот, были обнаружены в той части мозга осьминога, которая отвечает за когнитивные способности. И находились они в том же месте, где их можно найти в человеческом мозге.

«Я буквально подскочила на стуле, когда под микроскопом увидела очень сильный сигнал активности этого элемента в вертикальной доле, структуре мозга, которая у осьминога является местом обучения и когнитивных способностей, точно так же, как в гиппокампе у людей», – Джованна Понте, биолог из исследовательского института Stazione Zoologica Anton Dohrn в Италии.

Недавние исследования показали, что транспозоны LINE тщательно регулируются в человеческом мозгу, и считается, что они связаны с обучением и памятью – отчасти потому, что они наиболее активны в гиппокампе, откуда контролируются процессы обучения.

Исследователи считают, что они, возможно, нашли ключевую причину высокого интеллекта, демонстрируемого осьминогами, поскольку обнаружили эти прыгающие гены в одном и том же месте в мозгу двух видов – обыкновенного осьминога (Octopus vulgaris) и калифорнийского двупятнистого осьминога (Octopus bimaculoides).

Хотя известно, что транспозоны используют молекулярные механизмы по принципу «копировать-вставить», исследование предполагает, что здесь происходит нечто большее – например, существует прямая связь со сложностью всей нервной системы, включая мозг.

«Открытие элемента семейства LINE, активного в мозгу двух видов осьминогов, очень важно, потому что подтверждает идею о том, что у этих элементов есть специфическая функция, выходящая за рамки копирования и вставки генов», – Ремо Санжес, геномист из исследовательского института Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati в Италии.

Более того, исследователи считают, что мы можем наблюдать пример конвергентной эволюции, когда сходные черты развиваются независимо у совершенно неродственных видов и обеспечивают одинаковую адаптацию, которая в данном случае связана с превосходными когнитивными способностями.

Ученые продолжают находить эволюционные уловки и неврологические реакции, которые выделяют осьминогов среди беспозвоночных и делают их более похожими на млекопитающих с точки зрения структуры и активности мозга.

«Мозг осьминога по многим характеристикам функционально аналогичен мозгу млекопитающих. Также по этой причине идентифицированный элемент LINE представляет собой очень интересного кандидата для изучения, чтобы улучшить наши знания об эволюции интеллекта», – заключает биолог Грациано Фиорито из Stazione Zoologica Anton Dohrn.