A polipok, a tintahalak és a szépiák az állatvilág legkülönlegesebb idegrendszerével rendelkező élőlényei közé tartoznak. Képesek összetett problémák megoldására, környezetük gyors felismerésére, sőt még a testük színét és mintázatát is képesek megváltoztatni, hogy beleolvadjanak környezetükbe.
Meglepő genetikai felfedezés segíthet megfejteni a polipok rendkívüli intelligenciájának titkát
A kutatók régóta keresik a választ arra, hogyan alakulhatott ki ez a rendkívüli intelligencia. A Bécsi Egyetem kutatói most egy új genetikai magyarázattal álltak elő: elképzelhető, hogy a fejlődés kulcsa nem csupán a génekben, hanem azok térbeli elrendeződésében rejlik.
A Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmány szerint több százmillió évvel ezelőtt jelentős átrendeződés történhetett e fejlábúak örökítőanyagában. Ennek során a DNS korábban egymástól távol elhelyezkedő szakaszai kerülhettek közelebb egymáshoz, ami új kapcsolatokat teremthetett a gének között. Ezek a kapcsolatok befolyásolhatták, hogy bizonyos gének mikor, hol és milyen mértékben aktiválódnak, így hozzájárulhattak az összetett idegrendszer kialakulásához.
A DNS-t gyakran egy megcsavart létrához hasonlítják, a sejtekben azonban nem egyenes vonalban helyezkedik el, hanem bonyolult, háromdimenziós szerkezetbe rendeződik. Ennek azért van jelentősége, mert a DNS egymástól távol eső részei a térbeli feltekeredés következtében kapcsolatba léphetnek egymással. Ezek az érintkezések szabályozhatják a gének működését anélkül, hogy magának a genetikai kódnak feltétlenül meg kellene változnia.
A kutatócsoport polipok, tintahalak és szépiák genomjának háromdimenziós felépítését vizsgálta, majd összehasonlította a DNS szerkezetét a gének aktivitásával. A szakemberek azt találták, hogy a genetikai állomány bizonyos nagyobb szerkezeti egységei hosszú evolúciós időszakokon keresztül viszonylag stabilak maradtak, miközben a kisebb DNS-hurkok jelentős változatosságot mutattak. Ezek a hurkok a DNS távolabbi szakaszait hozzák egymás közelébe, és fajonként, szövettípusonként, valamint a fejlődés különböző szakaszaiban is eltérhetnek.
Különösen érdekes, hogy számos ilyen rugalmas DNS-kapcsolat az idegrendszer fejlődésében és működésében szerepet játszó gének közelében jelent meg. Ez arra utal, hogy a genetikai állomány térbeli átrendeződése új szabályozási hálózatok kialakulását tehette lehetővé. A kutatók ezt a folyamatot szabályozási összefonódásnak nevezik: a korábban különálló genetikai elemek közötti kapcsolatok idővel egyre összetettebbé válhatnak, és új működési lehetőségeket teremthetnek a szervezet számára.
A felfedezés az evolúcióról alkotott képünket is árnyalhatja. A genetikai változásokat gyakran elsősorban a DNS betűsorrendjének módosulásával magyarázzák, az új eredmények azonban arra utalnak, hogy az örökítőanyag fizikai elrendeződése szintén fontos szerepet játszhat a biológiai összetettség kialakulásában. A gének elhelyezkedése és egymással kialakított kapcsolatai tehát legalább annyira érdekesek lehetnek, mint maga a genetikai információ.
A kutatók ugyanakkor hangsúlyozzák, hogy az eredmények még nem bizonyítják közvetlenül, hogy a DNS átrendeződése okozta a polipok kivételes intelligenciájának kialakulását. A vizsgálat inkább egy lehetséges evolúciós mechanizmust tár fel, amely segíthet megérteni, hogyan fejlődhettek ki ezeknek az állatoknak a rendkívül összetett idegrendszerei. A kutatás mindenesetre arra emlékeztet, hogy az evolúció során nemcsak az számít, milyen génekkel rendelkezik egy élőlény, hanem az is, hogyan rendeződnek el és miként működnek együtt ezek a genetikai elemek - írja a ScienceDaily.
