Baš kad smo pomislili kako hobotnice ne mogu biti čudnije nego što jesu, novo otkriće pokazuje da su one i njihove glavonožne sestre evoluirale drugačije od gotovo svakog drugog organizma na planeti, piše ScienceAlert.
Ima preko 300 vrsta hobotnica na planeti, i poznate su po svojim zapanjujućim i brojnim sposobnostima. Hobotnice su uočene kako grade skloništa od kokosovih ljuski, manipuliraju objektima kao i mi alatima, idu u lov, skrivaju se, bježe, promatraju i uče, pamte i koriste se svojom tintom kao kamuflažom u bijegu pred predatorima. Mozak hobotnica velik je i kompleksan, organiziran u režnjeve, piše PLOS.
U nevjerojatnom preokretu, znanstvenici su otkrili da hobotnice, kao i neke vrste liganja i sipa, redovno uređuju sljedove svoje RNK kako bi se prilagodile okolini.
Ovo je čudno zato što se prilagodbe kod višestaničnih životinja obično ne odvijaju tako. Kada se organizam promijeni na neki fundamentalan način, obično to počne s genskom mutacijom – promjenom u DNK.
Te promjene genskog materijala u akciju provodi RNK – ako su DNK instrukcije recept, onda je RNK šef kuhinje u svakoj stanici, gdje proizvodi potrebne proteine koji će održati čitav organizam u pokretu.
Ali RNK ne provodi slijepo te instrukcije – ponekad improvizira sa sastojcima, odnosno mijenja koji će se proteini proizvoditi u stanici, u rijetkom procesu koji se zove “RNK uređivanje”.
Kada se takvo uređivanje dogodi, može promijeniti djelovanje proteina, što otvara organizmu mogućnost da “podesi” svoju gensku informaciju bez prave mutacije. No većina organizama se ne bavi ovom metodom, jer je neuredna i uzrokuje probleme puno češće nego što ih rješava.
“Postoji konsenzus među onima koji proučavaju takve stvari da je Majka Priroda dala šansu RNK uređivanju, ocijenila ga prezahtjevnim, i u većini slučajeva ga napustila”, izjavila je Anna Vlasits za Wired.
No, čini se da nitko o tome nije obavijestio glavonošce.
Znanstvenici su 2015. godine otkrili da je obična lignja uredila više od 60 posto RNK u svojem živčanom sustavu. Te promjene dovele su do promjene fiziologije mozga, vjerojatno kako bi se prilagodila raznolikim uvjetima temperature u oceanu.
Tim se vratio na znanstvenu scenu prošlog mjeseca s još luđim otkrićem – barem dvije vrste hobotnica i jedna sipa rade isto na regularnoj bazi. Kako bi proveli evolucijske usporedbe, znanstvenici su gledali i njihove daleke rođake, rod indijske lađice iz porodice Nautilidae (razred glavonožaca) i puževe (razred Gastropoda), ali nisu pronašli znakove značajnog RNK uređivanja.
“Ovo pokazuje da visoki nivoi RNK uređivanja nisu uobičajeni za mekušce; to je izum glavonožaca iz podrazreda Coleoidea”, rekao je Joshua Rosenthal, jedan od voditelja istraživanja iz američkog Laboratorija za morsku biologiju.
Znanstvenici su analizirali stotine tisuća mjesta na kojima se dogodilo RNK uređivanje kod ovih životinja iz podrazreda Coleoidea, koji obuhvaća hobotnice, lignje i sipe. Pronašli su da je pametno RNK uređivanje najčešće unutar živčanog sustava.
“Pitam se ima li to veze s njihovim iznimno razvijenim mozgovima”, rekao je genetičar Kazuko Nishikura s američkog Instituta Wistar, koji nije bio uključen u studiju, novinaru Edu Yongu za The Atlantic.
Zašto hobotnice, lignje i sipe imaju alternativni način izmjene svojih proteina, kad su se za to puno boljima pokazale mutacije DNK? Zašto intervenirati u RNK fazi kuhanja, a ne u DNK receptu?
U nekom općem smislu, postojanje više od jednog rješenja za fiziološki izazov nije nemoguće, rekla je Rosenthal, i navela kao primjer usporedbe aksone divovske lignje koji povećavaju brzinu provođenja živčanih impulsa i glija stanice koje izoliraju naše neurone.
Specifičnije, RNK uređivanje pruža brži mehanizam “isprobavanja” malo izmijenjenih oblika i funkcija proteina. Rezultat je dosta sporija evolucija genoma ovih vrsta u usporedbi s drugim organizmima. Znanstvenici misle da se tu radi o nužnoj žrtvi – ako pronađeš mehanizam koji ti pomaže da preživiš, nastavi ga koristiti.
“Zaključak je da je zbog održavanja ove fleksibilnosti – RNK uređivanja – ovaj podrazred glavonožaca morao odustati od sposobnosti da evoluira u okolnim područjima – i to dosta”, rekao je Rosenthal.
Kao sljedeći korak, znanstvenici će razvijati genetske modele glavonožaca kako bi mogli pratiti kako i kada dolazi do RNK uređivanja.
“Može se raditi o nečem jednostavnom poput promjene temperature ili nečem kompliciranom poput iskustva, oblika pamćenja”, rekao je Rosenthal.
Rezultati su objavljeni u časopisu Cell.
