Осьминоги разработали совершенно уникальный способ быстрой адаптации к окружающей среде. Может быть, именно это и сделало их такими умными.
У осьминогов процесс адаптации протекает быстро и точно. Например, кальмары могут моментально подстроить нервную систему к разным температурам, преобладающим на разных глубинах воды. Важную роль на организм также оказывает давление на разных глубинах. Может быть, они переключаются на разные варианты белка, когда погружаются в холодную воду, поэтому нервная система всегда работает оптимально.
Но как насчет интеллекта осьминога - каким образом РНК-редактирование способствовало этому? Мы находим ключ к этому в нашей собственной нервной системе.
Как уже упоминалось, РНК-редактирование от “A до Я” распространено и у нас, хотя оно почти всегда происходит вне самих генов. Тем не менее, есть некоторые примеры того, как это происходит в наших генах, в том числе в ряде генов, кодирующих белки, включенные в синапсы, связи между нервными клетками.
Потеря раковины и ход эволюции
История эволюционировала как реакция на потерю внешней оболочки, что, в свою очередь, привело к созданию условий, характеризующихся высоким уровнем хищничества и сложностью когнитивного поиска ниш. Интересно рассмотреть связь между редактированием РНК, продолжительностью жизни/старением и познанием в этом контексте. Связь между редактированием РНК и познанием хорошо известна как на филогенетическом уровне, так и в конкретных пространственно-временных шкалах.
Очевидно также, что редактирование РНК сопряжено со значительными затратами в виде случайных нецелевых изменений и общим потенциалом дисрегуляции. Значительный объем работы высветил роль редактирования РНК в нейродегенеративных заболеваниях и старении в целом. Этот "уравновешивающий акт редактирования РНК" был особенно заметен при эволюции головоногих. Говоря в целом, приматы, провидцы и китообразные могут потратить свое время на развитие большого мозга и развитое познание.
Из-за их длительной жизни, существует также избирательное давление, чтобы сделать мозг, который будет создан, чтобы продержаться долго. Использование редактирования РНК в качестве инструмента для развития мозга было важным для этих групп, но в конечном счете ограничивалось вышеупомянутыми расходами. Развертывание редактирования РНК в основном ограничивалось некодирующими правками с целью ограничения нагрузки потенциально вредных белков с нецелевыми событиями перекодирования.
В процессе эволюции головоногих ожидало очень разное эволюционное давление. В этом сценарии сильное хищничество благоприятствовало развитию короткой жизни, но одновременно возникало давление в пользу быстрого развития нервной и когнитивной сложности. Кроме того, этот сдвиг в экологических нагрузках, вызванный потерей раковины, мог произойти в течение относительно быстрого эволюционного периода времени.
Нормальные механизмы эволюции генома (кодирование последовательности эволюции, дублирование генов, расширение некодирующей регуляторной ДНК) могут оказаться неспособными решить эту задачу быстрого развития крупного мозга, который может быстро развиваться в течение короткой жизни головоногих.
Указанные белки образуют некоторые из рецепторов, с которыми связываются нейротрансмиттеры нервной системы. Благодаря редактированию РНК, функция рецепторов может быть изменена по мере необходимости, и одновременно создаются несколько различных вариантов.
Это означает, что связь нервных клеток может быть отрегулирована, что жизненно важно для мозга, чтобы нормально функционировать.
Поэтому вполне возможно, что РНК-редактирование является одной из предпосылок для всего продвинутого поведения, которое демонстрируют осьминоги.
"Жемчужные кораблики"
Доказательство истинности предположений нашли у странной группы осьминогов, наутилусов. Их еще называют "Жемчужными корабликами".
Наутилусы похожи на вымершие виды, существовавшие несколько сотен миллионов лет назад, в палеозойскую эру. У них, как и тогда есть раковина, большие глаза и много щупалец. И в отличие от своих более современных восьмируких и десятируких родственников, они не очень умны.
Исследовательская группа показала, что РНК-редактирование в генах происходит в нескольких тысячах различных мест в геноме жемчужных лодок. С другой стороны, у восьмируких и десятируких осьминогов это встречается в 70 000–120 000 местах. Таким образом, возможно, что именно обширное редактирование РНК проложило путь к большому мозгу и ощутимому интеллекту восьмируких и десятируких головоногих моллюсков.
Осьминог, похоже, проигнорировал естественный отбор, возникающий после мутаций, и вместо этого разработал совершенно уникальный способ адаптации к окружающей среде. Это большой сюрприз для исследователей. А кроме того, у осьминогов есть три сердца, голубая кровь, встроенный реактивный двигатель и руки, которые могут думать сами за себя. Этого мало, чтобы перестать восхищаться этими увлекательными и особенными животными?
Друзья, ставим лайки и подписываемся. Впереди интересные истории, которые будет приятно почитать за кружечкой кофе.
