Между мозгом человека и осьминога обнаружено удивительное сходство

Ученые уже установили, что осьминоги умнее, чем обычные беспозвоночные, но новое открытие позволяет предположить одну из причин этого: специфическую молекулярную аналогию с человеческим мозгом.

Как геном человека, так и геном осьминога содержат большое количество "прыгающих генов" или транспозонов, которые способны дублировать себя или перемещаться по геному. Хотя не все они активны, эти транспозоны рассматриваются как сырье для эволюционных процессов.

В новом исследовании транспозоны, принадлежащие к семейству LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), были обнаружены в той части мозга осьминога, которая отвечает за когнитивные способности - в том же месте, где они могут быть найдены в мозге человека.

"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, как и гиппокамп у человека", - говорит биолог Джованна Понте из исследовательского института Stazione Zoologica Anton Dohrn в Италии.

Недавние исследования показали, как транспозоны LINE тщательно регулируются в человеческом мозге, и предполагается, что они связаны с обучением и памятью - отчасти потому, что они наиболее активны в гиппокампе, откуда контролируются процессы обучения.

Обнаружив эти прыгающие гены в одном и том же месте мозга двух видов осьминогов - обыкновенного осьминога (Octopus vulgaris) и калифорнийского осьминога (Octopus bimaculoides) - исследователи считают, что, возможно, нашли ключевую причину высокого интеллекта этих морских обитателей.

Хотя известно, что транспозоны используют молекулярные механизмы копирования и вставки, исследование предполагает, что здесь имеет место нечто большее - прямая связь со сложностью нервной системы, включая мозг.

"Открытие элемента семейства LINE, активного в мозге двух видов осьминогов, очень важно, поскольку оно подкрепляет идею о том, что эти элементы имеют специфическую функцию, которая выходит за рамки копирования и вставки", - говорит специалист по вычислительной геномике Ремо Сангес из научно-исследовательского института Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati в Италии.

Более того, исследователи считают, что мы можем наблюдать пример конвергентной эволюции: когда схожие черты развиваются независимо у совершенно неродственных видов и обеспечивают одинаковую адаптацию, которая в данном случае заключается в превосходных когнитивных способностях.

Ученые продолжают находить эволюционные уловки и неврологические реакции, которые выделяют осьминогов среди беспозвоночных и которые делают их более похожими на млекопитающих в плане структуры и деятельности мозга.

"Мозг осьминога по многим своим характеристикам функционально аналогичен мозгу млекопитающих", - говорит биолог Грациано Фиорито из Stazione Zoologica Anton Dohrn.

"По этой причине выявленный элемент LINE также представляет собой очень интересного кандидата для изучения, чтобы улучшить наши знания об эволюции интеллекта".

Исследование было опубликовано в журнале BMC Biology.