الأخطبوط كائن حي استثنائي يمتلك دماغًا شديد التعقيد وقدرات معرفية فريدة من نوعها بين اللافقاريات. لدرجة أنه من بعض النواحي له قواسم مشتركة مع الفقاريات أكثر من اللافقاريات. يمكن أن ينشأ التعقيد العصبي والمعرفي لهذه الحيوانات من التشابه الجزيئي مع الدماغ البشري ، كما اكتشفته ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا في BMC Biology ونسقها Remo Sanges من SISSA of Trieste و Graziano Fiorito من Stazione Zoologica Anton Dohrn من نابولي . يُظهر البحث أن نفس 'جينات القفز' نشطة في كل من دماغ الإنسان ودماغ نوعين ، الأخطبوط الشائع ، الأخطبوط الشائع ، الأخطبوط bimaculoides ، أخطبوط كاليفورنيا. اكتشاف يمكن أن يساعدنا في فهم سر ذكاء هذه الكائنات الرائعة.

كشف تسلسل الجينوم البشري في وقت مبكر من عام 2001 أن أكثر من 45٪ منه يتكون من تسلسلات تسمى الينقولات ، ما يسمى بـ 'الجينات القافزة' التي ، من خلال آليات النسخ واللصق الجزيئية أو آليات القص واللصق ، يمكن أن تتحرك. من نقطة إلى أخرى لجينوم الفرد ، خلطًا أو تكرارًا. في معظم الحالات ، تظل هذه العناصر المتحركة صامتة: ليس لها تأثيرات مرئية وفقدت قدرتها على الحركة. بعضها خامل لأن لديهم ، على مدى أجيال ، طفرات متراكمة ؛ والبعض الآخر سليم ، لكن آليات الدفاع الخلوية تسدها. من وجهة نظر تطورية ، حتى هذه الأجزاء والنسخ المكسورة من الينقولات يمكن أن تظل مفيدة ، باعتبارها 'مادة خام' يمكن للتطور نحتها.

من بين هذه العناصر المتنقلة ، الأكثر صلة هي تلك العناصر التي تنتمي إلى ما يسمى بعائلة LINE (العناصر النووية الطويلة المتناثرة) ، والموجودة في مائة نسخة في الجينوم البشري والتي لا تزال نشطة. لقد كان نشاط LINEs تقليديًا مجرد بقايا من الماضي ، وبقايا العمليات التطورية التي تضمنت هذه العناصر المتنقلة ، ولكن في السنوات الأخيرة ظهرت أدلة جديدة تظهر أن نشاطها منظم بدقة في الدماغ. هناك العديد من العلماء الذين يعتقدون أن الينقولات LINE مرتبطة بالقدرات المعرفية مثل التعلم والذاكرة: فهي نشطة بشكل خاص في الحُصين ، وهو أهم بنية لدماغنا للتحكم العصبي في عمليات التعلم.

جينوم الأخطبوط ، مثلنا ، غني بـ 'جينات القفز' ، ومعظمها غير نشط. بالتركيز على الينقولات التي لا تزال قادرة على النسخ واللصق ، حدد الباحثون عنصرًا من عائلة LINE في أجزاء من الدماغ مهمة للقدرات المعرفية لهذه الحيوانات. أصبح هذا الاكتشاف نتيجة للتعاون بين Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati و Stazione Zoologica Anton Dohrn و Istituto Italiano di Tecnologia بفضل تقنيات التسلسل من الجيل التالي ، والتي تم استخدامها لتحليل التركيب الجزيئي للجينات النشطة في الجهاز العصبي للأخطبوط.

يوضح ريمو: `` إن اكتشاف عنصر من عائلة LINE ، نشط في دماغ نوعي الأخطبوط ، مهم للغاية لأنه يضيف دعمًا لفكرة أن هذه العناصر لها وظيفة محددة تتجاوز النسخ واللصق. Sanges ، مدير مختبر الجينوم الحاسوبي في SISSA ، الذي بدأ العمل في هذا المشروع عندما كان باحثًا في Stazione Zoologica Anton Dohrn من نابولي. تم إجراء الدراسة ، التي نُشرت في مجلة BMC Biology ، بواسطة فريق دولي يضم أكثر من عشرين باحثًا من جميع أنحاء العالم.

لقد قفزت على الكرسي حرفيًا عندما رأيت تحت المجهر إشارة قوية جدًا لنشاط هذا العنصر في الفص الرأسي ، وهي بنية الدماغ التي في الأخطبوط هي مقر التعلم والقدرات المعرفية ، تمامًا مثل الحُصين. في البشر '، هكذا تخبر جيوفانا بونتي من Stazione Zoologica Anton Dohrn.

وفقًا لـ Giuseppe Petrosino من Stazione Zoologica Anton Dohrn و Stefano Gustincich من Istituto Italiano di Tecnologia ، يمكن تفسير هذا التشابه بين الإنسان والأخطبوط الذي يظهر نشاط عنصر LINE في مقعد القدرات المعرفية كمثال رائع للتطور المتقارب ، الظاهرة التي ، في نوعين بعيدين وراثيًا ، تتطور نفس العملية الجزيئية بشكل مستقل ، استجابة لاحتياجات مماثلة.

يقول جرازيانو فيوريتو ، مدير قسم علم الأحياء وتطور الكائنات البحرية في Stazione Zoologica Anton Dohrn: `` إن دماغ الأخطبوط مماثل وظيفيًا في العديد من خصائصه لدماغ الثدييات. لهذا السبب أيضًا ، يمثل عنصر LINE المحدد مرشحًا مثيرًا للاهتمام للدراسة لتحسين معرفتنا بتطور الذكاء.

مصدر: Science Daily