A polipok és tintahalak evolúciója most már hivatalosan is sokkal furcsább, mint azt bármikor gondoltuk

Éppen akkor, amikor már azt hittük, hogy a polipok nem lehetnek furcsábbak, kiderül, hogy ők és lábasfejű testvéreik másképp fejlődnek, mint...

Éppen akkor, amikor már azt hittük, hogy a polipok nem lehetnek furcsábbak, kiderül, hogy ők és lábasfejű testvéreik másképp fejlődnek, mint a bolygó szinte minden más szervezete.

Meglepő módon 2017 áprilisában a tudósok felfedezték, hogy a polipok néhány tintahalfaj mellett rutinszerűen módosítják a saját RNS (ribonukleinsav) szekvenciájukat, hogy alkalmazkodjanak a környezetükhöz.

Ez furcsa, mert a többsejtű állatoknál általában nem ez történik. Ha egy szervezet valamilyen alapvető módon megváltozik, akkor ez általában genetikai mutációval kezdődik, vagyis a DNS változásával.

Ezeket a genetikai változásokat ezután a DNS molekuláris társa, az RNS konkrét folyamatokká alakítja. A DNS utasításokat gyakorlatilag receptnek lehet tekintheti, míg az RNS az a séf, amely az egyes sejteket megfőzi a konyhában, és olyan fehérjéket állít elő, amelyek az egész szervezetet képesek fenntartani.

De az RNS nem csak vakon hajtja végre ezeket az utasításokat - időnként improvizál egyes összetevőkkel, megváltoztatva, hogy mely sejtek termelődjenek a sejtben egy RNS szerkesztésnek nevezett ritka folyamat során.

Amikor ilyen szerkesztés történik, megváltoztathatja a fehérjék működését, lehetővé téve a szervezet számára, hogy finomítsa a genetikai információit anélkül, hogy genetikai mutációkon esne át. De a legtöbb organizmus nem igazán foglalkozik ezzel a módszerrel, mivel rendezetlen, és gyakrabban okoz problémákat, mint hogy megoldaná azokat.

"A konszenzus az ilyen dolgokat tanulmányozó emberek között az, hogy az anyatermészet adott egy esélyt az RNS szerkesztésre, szükségesnek találta és nagyrészt felhagyott vele," - számolt be Anna Vlasits a Wired magazin cikkében. (1)

De úgy tűnik, hogy az anyatermészet a lábasfejűeket erről nem értesítette.

2015-ben a kutatók felfedezték, hogy a közönséges tintahal az RNS több mint 60 százalékát az idegrendszerében szerkesztette. Ezek a szerkesztések lényegében megváltoztatták agyának fiziológiáját, feltehetően az óceán különböző hőmérsékleti viszonyaihoz alkalmazkodva.

A csapat 2017-ben egy még megdöbbentőbb lelettel tért vissza - legalább két polipfaj és egy tintahal rendszeresen ugyanezt csinálja. Az evolúciós összehasonlítások elvégzéséhez egy nautilus és egy haslábú csigát is megvizsgáltak, és az RNS szerkesztő képességüket hiányosnak találták.

"Ez azt mutatja, hogy az RNS magas szintű szerkesztése általában nem puhatestű dolog, hanem a coleoid lábasfejűek találmánya," - mondta Joshua Rosenthal, az Amerikai Tengerbiológiai Laboratórium munkatársa.

A kutatók több százezer RNS-rögzítési helyet elemeztek ezekben az állatokban, amelyek a lábasfejűek coleoidea alosztályába tartoznak. Megállapították, hogy az okos RNS szerkesztés különösen gyakori volt a coleoid idegrendszerben.

"Kíváncsi vagyok, hogy ennek köze van-e rendkívül fejlett agyukhoz," - mondta az amerikai Wistar Intézet genetikusa, Kazuko Nishikura, aki nem vett részt a tanulmányban.

Igaz, hogy a coleoid lábasfejűek kivételesen intelligensek. Számtalan lebilincselő polip menekülési történet létezik, nem beszélve a szerszámhasználat bizonyítékairól, és arról a nyolckarú példányról egy új-zélandi akváriumban, aki megtanult embereket fényképezni.

Tehát minden bizonnyal meggyőző hipotézis, hogy a polip tanulékonysága abból fakadhat, hogy az agyát folyamatosan fejleszti az RNS szerkesztéssel.

"Ezekben a lábasfejűekben valami alapvetően más dolog történik," - mondta Rosenthal.

De nemcsak arról van szó, hogy ezek az állatok ügyesen képesek szükség szerint kijavítani az RNS-eiket - a csapat megállapította, hogy ez a képesség külön evolúciós kompromisszummal járt, ami megkülönbözteti őket az állatvilág többi részétől.

Az evolúció szempontjából (amely genetikai mutációkat használ, amint azt fentebb említettük) a coleoidok nagyon lassan fejlődtek. A kutatók azt állítják, hogy ez egy szükséges áldozat volt, mert amikor megtalálták ezt a mechanizmust, amely segített nekik túlélni, akkor ezt használták tovább.

"A következtetés az, hogy az RNS szerkesztés rugalmasságának fenntartása érdekében a lábasfejűeknek le kellett mondaniuk a környező régiók fejlődésének képességéről, nagyon sokmindenről," - mondta Rosenthal.

Következő lépésként a csapat kifejleszti a lábasfejűek genetikai modelljét, hogy nyomon követhessék, hogyan és mikor indul be ez az RNS szerkesztés. (2)

"Ez lehet valami olyan egyszerű dolog, mint a hőmérséklet változás, vagy olyan bonyolult, mint a tapasztalat, az emlékezet egy formája," - mondta Rosenthal.

(1) - https://www.wired.com/2017/04/cephalopod-gen
(2) - https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(1
(3) - https://www.sciencealert.com/octopus-and-squid