مغز اختاپوس‌ها راه مغز انسان را پیش گرفته‌است؟

یک مطالعه جدید نشان می دهد که اختاپوس ها ممکن است بخشی از هوش خارق العاده خود را از همان فرآیند تکاملی انسان به دست آورده باشند. این فرآیند شامل افزایش ناگهانی ریزآرایه‌ها (miRNA) است که مولکول‌های کوچک و غیر کدکننده‌ای هستند که نحوه بیان ژن‌ها را کنترل می‌کنند. این رشد ممکن است به مغز اختاپوس و انسان کمک کرده باشد تا انواع جدیدی از سلول‌های عصبی یا نورون‌ها را تولید کند که سپس با هم شبکه‌های عصبی پیچیده‌تری را تشکیل دادند.

اختاپوس ها و خویشاوندان نزدیک آنها مانند ماهی مرکب و ماهی مرکب از قرن سوم پس از میلاد وجود داشته اند. کلودیوس الیانوسطبیعت شناس و نویسنده رومی با اشاره به اینکه ویژگی های شیطنت و خلاقیت در این موجودات به وضوح دیده می شود، به یکی از موضوعات جذاب در بین زیست شناسان تبدیل شد.

بامیه حافظه خوبی دارد، در استتار مهارت دارد، در مورد اطراف خود کنجکاو است، از ابزار برای حل مشکلات استفاده می کند و از تغییر رنگ پوست هنگام خواب تصور می شود که خواب هم می بینند. اما اساس دقیق اینکه چگونه ذهن آنها تا این حد پیچیده تکامل یافته است، جدای از ذهن ما، یک راز جذاب باقی مانده است. به عنوان مثال، آخرین جد مشترک انسان و اختاپوس یک کرم پهن بود که حدود 750 میلیون سال پیش در کف دریا زندگی می کرد و دارای مغز بسیار ابتدایی بود.

یک مطالعه اخیر نشان داد که ژن‌های قابل انتقال، معروف به ترانسپوزون‌ها، ممکن است بخشی از هوش اختاپوس را تشکیل دهند. مطالعه ای که در 25 نوامبر در مجله Science Advances منتشر شد، ممکن است قطعه مهم دیگری از این پازل را پیدا کند. نیکلاس راژوسکی ماکس دلبروک، نویسنده اصلی و مرکز پزشکی مولکولی در برلین به LiveScience گفت: «اگر می‌خواهید در مورد هوش یا مغز یک موجود بیگانه بدانید، اختاپوس‌ها مدل خوبی برای مطالعه هستند. تکامل مغز پیچیده اختاپوس و ویژگی های شناختی همراه آن کاملاً مستقل از تکامل مغز ما رخ داده است. بنابراین، با مقایسه مغز آنها با مغز ما، می‌توانیم اطلاعاتی در مورد ویژگی‌های عمومی مشترک بین خود به دست آوریم. اما در اختاپوس ها نیز می توانیم ویژگی هایی پیدا کنیم که در ما دیده نمی شود.

محققان از 18 نوع مختلف بافت که از اختاپوس های معمولی گرفته شده بود استفاده کردند.اختاپوس ولگاریس) مرده ها را مطالعه و RNA آنها را تجزیه و تحلیل کرد و آن را با RNA سرپایان دیگر مانند اختاپوس دو نقطه ای کالیفرنیا مقایسه کرد.اختاپوس bimaculoides) و ماهی مرکب دومکال (اسکالوپس یوپریمنا) و خویشاوندان دورتر مانند ناتیلوس و بیترنز را مقایسه کردند.

RNA یک توالی تک رشته ای از کد ژنتیکی است که از DNA برای ساخت پروتئین در سلول ها رونویسی می شود و گاهی اوقات در تنظیم بیان ژن نقش دارد.

در ابتدا، دانشمندان بر این باور بودند که اختاپوس ها از آنزیم های خاصی برای ویرایش DNA خود برای به دست آوردن پیچیدگی عصبی بیشتر استفاده می کنند. اما آنچه تجزیه و تحلیل بافت شناسی نشان داد یک انفجار تاریخی در تعداد ریزآرایه های مختلف حفظ شده در چندین گونه سرپایان بود. این عدد برابر با آن چیزی است که در برخی از مهره داران مانند انسان مشاهده می شود.

ریزآرایه ها قطعات کوچکی از RNA هستند که به رشته های RNA کد کننده پروتئین متصل می شوند و فعالیت آنها را تنظیم می کنند و بیان ژن های خاصی را خاموش می کنند. این اجازه می دهد تا ژنوم به طور دقیق برای اهداف خاص مهندسی شود و انواع جدیدی از سلول های مغزی تولید می کند که می توانند شبکه های عصبی پیچیده تری ایجاد کنند.

محققان دریافتند که 51 خانواده جدید microaranae بین اختاپوس و ماهی مرکب از زمانی که دودمان اجدادی آنها بیش از 300 میلیون سال پیش از هم جدا شده است، حفظ شده است و اختاپوس ها از آخرین اجداد مشترک خود با سایر نرم تنان، مانند صدف، تنها 5 خانواده به دست آورده اند. آنها یک کالای جدید میکرو ارزان خریده اند. راجوویسکی گفت: این فوق العاده است. تعداد ریزآرایه ها در اختاپوس ها به حدی می رسد که با تعداد آنها در مغز پیچیده مهره داران برابری می کند.

محققان همچنین دریافتند که ریزآرایه‌های اختاپوس در بافت عصبی مغز در حال رشد بچه اختاپوس‌ها بیشتر بیان می‌شوند، که نشان می‌دهد تنظیم‌کننده‌های آرایه‌ای باعث رشد مهارت‌های شناختی پیچیده‌تر می‌شوند. البته محققان به این نکته اشاره می کنند که هنوز ارتباط مستقیم بین تعداد miRNA ها و هوش پیشرفته به طور مستقیم ثابت نشده است و برای اثبات این رابطه، دانشمندان نیاز به مطالعه دیگری با انواع سلول های غنی از miRNA های جدید دارند.

با انجام این کار، دانشمندان امیدوارند نه تنها آنچه مغز ما با مغز اختاپوس مشترک است را کشف کنند. در عوض، آن‌ها بخش‌هایی از ژنوم اختاپوس را شناسایی می‌کنند که می‌تواند به ما در توسعه ابزارهای بهتر برای ویرایش ژنوم خود کمک کند. راجوویسکی گفت: این ایده بی دلیل نیست. زیرا تاکنون چنین مواردی کشف شده است. برای مثال، CRISPR-Cas9 در ژنوم ما وجود ندارد. اما باکتری ها آن را دارند و اکنون می توانید از آن برای ویرایش ژنوم خود استفاده کنید.

227227