科学家们已经确定章鱼比普通的无脊椎动物更聪明,但一项新发现表明了其中一个原因:与人类大脑的特定分子类比。
人类基因组和章鱼基因组都包含大量的“跳跃基因”或转座子,它们能够自我复制或在基因组中移动。 虽然它们并非全部活跃,但这些转座子被视为进化过程的原材料。在一项新的研究中,已经在章鱼大脑中处理认知能力的部分发现了属于 LINE(长散布核元素)家族的转座子——与人类大脑中发现它们的位置相似。”
当我在显微镜下看到垂直叶中这种元素的非常强烈的活动信号时,我真的跳到了椅子上,大脑的结构章鱼是学习和认知能力的中心,就像人类的海马体一样,”
意大利 Stazione Zooologica Anton Dohrn 研究所的生物学家 Giovanna Ponte 说。人们认为它们与学习和记忆有关——部分原因是它们在海马体中最为活跃,学习过程是从海马体中控制的。 通过在两种章鱼物种(普通章鱼(Octopus vulgaris)和加利福尼亚章鱼(Octopus bimaculoides)的大脑中的同一位置发现这些跳跃基因),研究人员认为他们可能已经找到了这些章鱼表现出高智力背后的关键原因海洋生物。
虽然已知转座子使用分子复制粘贴和剪切粘贴的机制,但该研究表明这里还有更多的事情发生——这与包括大脑在内的神经系统的复杂性有直接关系。“发现 LINE 家族的一个元素,活跃在两种章鱼的大脑中,非常重要,因为它增加了对这些元素具有超越复制和粘贴的特定功能的观点的支持,”说来自意大利 Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati 研究所的计算机基因组学家 Remo Sanges。
此外,研究人员认为我们可以看到一个趋同进化的例子:当相似的特征在完全不相关的物种中独立发展,并提供相同的适应能力时,在这种情况下,这就是卓越的认知能力。科学家们继续发现使章鱼在无脊椎动物中脱颖而出的进化技巧和神经反应,并使它们更像哺乳动物Stazione Zoologica Anton Dohrn 的生物学家 Graziano Fiorito 说:“章鱼的大脑在许多特征上与哺乳动物的大脑在功能上相似。” LINE 元素代表了一个非常有趣的候选者,可以研究以提高我们对智能进化的了解。”该研究已发表在 BMC Biology 上。