Februar 1, 2023

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Octopus-Gehirne haben sich so entwickelt, dass sie eine überraschende Eigenschaft mit unseren Gehirnen teilen: ScienceAlert

Octopus-Gehirne haben sich so entwickelt, dass sie eine überraschende Eigenschaft mit unseren Gehirnen teilen: ScienceAlert

EMBARGO Freitag, 25. November 1900 GMT | Samstag, 26. November 0600 AEST

Unser wunderschöner kleiner blauer Marmor von einem Planeten ist mit einer erstaunlich vielfältigen Vielfalt an Lebensformen gefüllt, aber einige sind sicherlich exotischer als andere.

Dies gilt insbesondere für den Oktopus, ein Tier, das so bizarr ist, dass es regelmäßig zu Vergleichen mit Außerirdischen einlädt.

In der Tat, wenn es jemals eine Kreatur auf der Erde gegeben hat, die seltsam genug ist, um sich anderswo zu entwickeln, Laut dem britischen Neurowissenschaftler Anil SethEs ist der Oktopus. Sogar einige Randtheorien Wir schlagen vor, dass Tintenfische Aliens sein könnten.

Es gibt jedoch viele Beweise dafür, dass die Entwicklung der Kraken stark mit der Erde verbunden ist, und ein neues Team unter der Leitung des Systembiologen Nicholas Ragowski vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin hat es gerade gefunden.

Was wirklich interessant ist.

Es ist eine Eigenschaft, die Oktopusgehirne mit Menschen und anderen Wirbeltieren teilen: ein riesiges Reservoir an microRNA in ihrem Nervengewebe.

„das ist,“ sagt Rajewsky„,“ Was uns mit einem Oktopus verbindet!

Kraken sind in vielerlei Hinsicht neugierig. Sie sind schlausowie andere Kopffüßer, wie Tintenfisch. Tintenfischgehirne wurden gefunden Fast so komplex wie das Gehirn von Hunden. Es gibt sogar Beweise dafür Tintenfische können träumen Es wird selten bei Wirbellosen bestätigt.

Im Gegensatz zu anderen intelligenten Tieren ist sein Nervensystem stark verteilt, wobei ein großer Teil der 500 Millionen ungeraden Neuronen über seine Arme verstreut ist. Jeder Arm kann Entscheidungen selbstständig treffen Es kann weiterhin auf Reize reagieren nach dem Schneiden.

border frame=“0″allow=“beschleunigungsmesser; Auto-Start; Zwischenablage schreiben. gyroskopkodierte Medien; Bild-in-Bild „Erlaube Vollbild>“.

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Das komplexe Nervensystem und die Intelligenz von Kopffüßern war so etwas wie ein Rätsel. Diese Merkmale sind bei Wirbeltieren relativ häufig, bei Wirbellosen fallen sie jedoch besonders auf.

Oktopusse und andere Kopffüßer haben noch etwas wirklich Seltsames. Ihre Körper können schnell bearbeiten ihre RNA Sequenzen Auf die Schnelle sich an ihre Umgebung anzupassen. So funktioniert Anpassung normalerweise nicht; Normalerweise beginnt es mit der DNA, und diese Änderungen werden in die RNA übertragen.

Dies veranlasste Ragowski, sich zu fragen, welche anderen RNA-Geheimnisse die Tintenfische haben könnten.

Rajewsky und sein Team analysierten 18 Proben von toten Tintenfischen – bereitgestellt vom Meeresforschungsinstitut Stazione Zoologica Anton Dohrn in Italien – und sequenzierten hauptsächlich RNA von gewöhnlicher OktopusOktopus vulgaris. Die Studie umfasste auch einen ganzen kalifornischen Zweifleck-Oktopus (Tintenfisch bimaculoides) und hawaiianischer Bobtail-Tintenfisch (Scolop Euprymna).

Die Sequenzierung lieferte ein Profil der mRNA und der darin enthaltenen kleinen RNAs. Die Ergebnisse waren überraschend.

gemeiner Oktopus (gewöhnlicher Oktopus). (Bernat Espegoli / iNaturalist, CC BY-NC 4.0)

„Es gab tatsächlich viel RNA-Editierung, aber nicht in Bereichen, die wir für wichtig halten“, sagte sie. Rajewsky erklärt.

Was das Team herausfand, ist, dass Tintenfische viel microRNA oder miRNA enthalten. Sie fanden 164 miRNA-Gene, die in 138 miRNA-Familien im gemeinen Oktopus zusammengefasst sind, und 162 miRNA-Gene, die in den gleichen 138 Familien im kalifornischen Zweifleck-Oktopus zusammengefasst sind. Und 42 der Familien waren neu, hauptsächlich im Gehirn- und Nervengewebe.

miRNAs sind nichtkodierende RNA-Moleküle, die stark an der Regulation der Genexpression beteiligt sind und an größere RNA-Moleküle binden, um Zellen bei der Anpassung der von ihnen produzierten Proteine ​​zu unterstützen.

Die Tatsache, dass diese miRNA-Familien ebenso wie die RNA-Bindungsstellen in Oktopussen konserviert sind, deutet darauf hin, dass sie immer noch eine Rolle in der Oktopus-Biologie spielen, obwohl die Wissenschaftler noch nicht wissen, welche Rolle diese Rolle spielt oder welche Zellen an der RNA beteiligt sind. . mit.

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„Das ist die drittgrößte Erweiterung von microRNA-Familien in der Tierwelt und die größte außerhalb der Wirbeltiere“, sagt der Biologe. Grigory Solotarovjetzt am Zentrum für Genomorganisation in Spanien, früher in Rajewskys Labor.

„Um Ihnen eine Vorstellung von der Größe zu geben: Muscheln, die auch Mollusken sind, haben nur fünf neue microRNA-Familien erworben, seit sie das letzte Mal den Vorfahren geteilt haben, den sie mit Tintenfischen geteilt haben – während Tintenfische 90 hinzugewonnen haben!“

zweizackiger Oktopus (Tintenfisch bimaculoides). (wademcmillan/iNaturalist, CC BY-NC 4.0)

Die einzigen ähnlichen Vergrößerungen sind bei Wirbeltieren aufgetreten, wenn auch in einem etwas anderen Maßstab. Das menschliche Genom kodiert, für den Kontext, darum herum 2.600 reife miRNAs. Aber es gibt so viele miRNAs in der Krakenfamilie wie es Tiere wie Hühner und Frösche gibt.

Die Forscher sagen, dass die Entdeckung darauf hindeutet, dass komplexe Intelligenz, einschließlich der von Kopffüßern, mit der Expansion von RNA in Verbindung gebracht werden könnte.

Interessanterweise ist dies nicht die einzige Ähnlichkeit zwischen Oktopusgehirnen und Wirbeltiergehirnen. Wissenschaftler zuvor gefunden Das Gehirn von Menschen und Oktopussen enthält eine große Anzahl von Zellen, die als Transposons bezeichnet werden. Im Kopf eines Oktopus (und seinen Armen) scheint viel mehr vorzugehen, als wir verstehen.

Der nächste Schritt für Rajewskys Team besteht darin, herauszufinden, was genau diese mikroskopisch kleinen Partikel tun.

„Die beobachtete Explosion des miRNA-Genrepertoires in coliformen Kopffüßern könnte darauf hindeuten“, schreiben die Forscher„dass Mikromoleküle und vielleicht ihre spezialisierten neurologischen Funktionen eng miteinander verbunden sind und möglicherweise für die Entstehung komplexer Gehirne bei Tieren erforderlich sind.“

Forschung veröffentlicht in Wissenschaft schreitet voran.