Ettől lehetnek eszesek a lábasfejűek

Egy kutatócsoport, amelynek tagjai évekkel ezelőtt az első lábasfejű, egy polip genomját szekvenálták, a genom vizsgálatakor azt az érdekességet vették észre, hogy más állatokhoz képest eltérően helyezkedtek el a polip génjei, számolt be a The Scientist. Az akkori és a mostani kutatás egyik résztvevője, Oleg Simakov fejlődésbiológus azt mondta, a gének általában egy kromoszómán maradnak, a kaliforniai kétpettyes polip (Octopus bimaculoides) esetében azonban számtalan gén nem volt az elvárt helyén. Mivel a kutatók nem tudták, mi célja lehet ennek a különös átrendeződésnek, már akkor eltervezték a következő kutatásukat, amelyre végül a közelmúltban került sor, és két külön tanulmány is született belőle, amelyek a Nature Communications folyóiratban jelentek meg.

Az új kutatás során a már vizsgált polip mellett két tintahal genomját is feltárták, ezúttal kromoszómánként részletezve a gének elhelyezkedését is. Ezekből kiderült, hogy még a vártnál is sokkal jobban átrendeződött a lábasfejűek génkészlete, mind a fajoké egymáshoz képest, mind a távolabbi rokonokhoz képest.

A munka kezdetén a szakemberek azt hitték, ki fog derülni, hogy a lábasfejűek teljes génkészlete megduplázódott valamikor a távoli múltban. A gerinceseknél ugyanis, még az evolúciójuk korai időszakában lejátszódott kromoszóma-kettőződés, és a szakemberek ehhez kötik a gerincesek összetett idegrendszerének kialakulását. Felmerült, hogy valami ilyesmi lehetett a lábasfejűek körében is.

Azonban a vizsgálatokból arra jutottak, hogy semmi ilyesmire nem került sor, minden gén csak egy másolatban volt jelen, ám a kromoszómák ennek ellenére valamiféle átrendeződésen estek át. „Azzal, hogy az ősi kromoszómák egyes, eltérő részeit összekombinálták, új kromoszómákat állítottak elő” – mondta Hannah Schmidbaur, a kutatás vezetője.

Azt, hogy kiderítsék, mi volt ennek a keverésnek a szerepe, a hawaii kurtafarkú tintahal (Euprymna scolopes) génjeinek sorrendjét vizsgálták át. Ebből kiderült, hogy kb. 500, a gének átrendeződésével kialakított új génblokk jött létre a tintahalban, a nagyszabású kromoszóma-keveredésből adódóan.

Mi ennek a jelentősége? Az egymáshoz fizikailag közeli gének kifejeződésének (vagyis annak, hogy mikor aktívak, mikor fejtik ki a hatásukat az élőlény szervezetében) irányítása is egymáshoz közeli, így pedig egyes feladatok összehangolására nyílik lehetőség. A tintahal géncsoportjai elhelyezkedése pedig arra utalt, hogy ezek az idegrendszer evolúcióját segítik elő.

A vizsgálatok persze nem tudtak egyértelmű bizonyítékot adni arra, hogy ezek az újszerűen csoportosuló gének állnak a lábasfejűek különleges agya mögött. „Ha nincsenek is bizonyítékaink, olyan összefüggéseket fel tudtunk tárni, amelyek a lábasfejűek e génjei bizonyos szöveteikben aktívak, amelyekről tudjuk, hogy igen fontosak az állatok egyedisége, életműködése szempontjából” – tette hozzá Simakov.

Az, hogy a lábasfejűek egészen más módszerrel juthattak el a komplex idegrendszerig, mint a gerinces állatok, a biológia különlegességéről, izgalmas lehetőségeiről is sokat elárul.