Ośmiornice: Fenomen przyrody, który przeczy ewolucji

Zgodnie z ostatnimi badaniami wygląda na to, że ośmiornice oraz spokrewnione z nimi pochewkowce (Coleoidea) oraz inne głowonogi w stosunkowo dużym stopniu ingerują do powstawania i modyfikacji swoich własnych genów. Najnowsze badania głoszą, ze ośmiornice potrafią modyfikować swoje geny, jednocześnie nie ingerując w istotny sposób w swoje DNA. To oznacza doskonałe przystosowanie się do jakichkolwiek zmian otoczenia.

Żadne inne stworzenie na Ziemi nie byłoby w stanie zmienić swojego koloru tak jak robi to ośmiornica. Należy zauważyć, że tę właściwość wykorzystują nie tylko do maskowania, ucieczki czy polowania - umożliwia im również do informowania o ich stanie wewnętrznym.

Te głowonogi są również znane budowniczowie podmorskich ogrodów ze zgromadzonych przedmiotów, potrafią rozwiązywać skomplikowane rebusy itp. Wygląda na to, że ośmiornice obfitują w posiadają naprawdę wysoką inteligencję. Ośmiornice zwyczajne (Octopus vulgaris) na przykład wyróżniają się posiadaniem aż pół miliarda komórek nerwowych, tj. piętnaście razy tyle co liczba neuronów u gryzoni. Naukowcy już od dawna badają, co sprawia, że ośmiornice i pokrewne im gatunki są tak wyjątkowe.

Wszystkie organizmy na Ziemi w DNA wytwarzają swoje białka, które służą do prawidłowego funkcjonowania organizmu lub pomagają budować nowe komórki. Zawsze jednak musi być obecny tzw. przewodnik, który pomaga w "przepisaniu" informacji genetycznej w jądrze DNA na inny kwas nukleinowy RNA.Istnieją organizmy, które na swojej ścieżce ewolucyjnej opracowały metody, dzięki którym mogą ingerować do przepisanego segmentu RNA i zmieniać go. Mówiąc najprościej, nauczyły się obchodzić zasady prostej ewolucji na poziomie genów i ich mutacji. Modyfikacje te utrudnia jednak fakt, że chociaż niektóre organizmy posiadają zdolność zmieniania RNA, to - łącznie z ludźmi, właściwie w ogóle tej właściwości nie wykorzystują.

Kwestią regulowania białek zajął się zespół amerykańskich i izraelskich biologów, konkretnie na przykładzie głowonogów dwuskrzelnych. Naukowcy odkryli, że w ich przypadku umiejętność przepisywania jest wykorzystywana dużo częściej niż u innych organizmów.

Duża liczba miejsc do modyfikacji segmentu RNA zgodnie ze wszystkimi danymi u kalmarów, ośmiornic i kałamarnic rośnie niemal stukrotnie w porównaniu do pozostałych organizmów. Jednocześnie podobne zwierzęta, na przykład łodziki, które są chronione muszlą, czy znacznie mniej spokrewnione ślimaki podwodne, nie wykorzystują możliwości wtórnych modyfikacji RNA bardziej niż jakikolwiek inny organizm w królestwie zwierząt.Eksperci na podstawie wszystkich dostępnych danych szacują, że cały system zaczął się rozwijać mniej więcej 350-480 milionów lat temu.

Zajmujący się badaniem naukowcy skupili się przede wszystkim na komórkach dwuskrzelnych, a następnie odkryli, że pewne zmiany wykazuje aż jedna dziesiąta wszystkich badanych osobników. Zatem w przypadku białek RNA nosiło ślady modyfikacji.Badanie zostało przeprowadzone na kalifornijskiej ośmiornicy dwubarwnej (Octopus bimaculatus). Biologom udało się odczytać jej genom i okazało się, że wszelkie zmiany w około 12 % przypadków pojawiają się bezpośrednio w tych częściach RNA, które bezpośrednio kodują powstające proteiny. W przypadku komórek nerwowych ta liczba jest jeszcze dużo wyższa. Jednak w pozostałej części ciała ośmiornic modyfikacje genetyczne występują nieco rzadziej. Wszystkie wyniki wyraźnie wskazały na analizę zmodyfikowanego RNA, w ich przypadku dotyczy to przede wszystkim RNA transkrybowanego na geny budujące struktury odpowiedzialne za ważne funkcje w układzie nerwowym.W odróżnieniu od nich na przykład w przypadku małp do wszystkich zmian dochodzi w takich częściach RNA, w których żadna ze zmian RNA nie ma najmniejszego wpływu na powstałe białko. Im więcej zmian poczyniły głowonogi na swoich segmentach RNA, tym mniejsze były późniejsze różnice między gatunkami. To jasny dowód na to, że dane modyfikacje są dla nich korzystne i opłaca się im je utrzymywać.

Analiza samych białek wyraźnie wykazała, że modyfikacja RNA jest dla głowonogów rzeczywiście korzystna. W końcu stało się jasne, że białka stworzone po dokonanych modyfikacjach często zasadniczo różnią się od swojej pierwotnej wersji i dzięki temu pełnią też inne funkcje.Kanały potasowe, które przeszły zmianę, w odpowiedzi na bodźce częściej się otwierały - albo odwrotnie, później się zamykały. Być może najważniejszym odkryciem jest to, że większe modyfikacje RNA prowadzą do niższej liczby mutacji, a tym samym spowalniają ewolucję na poziomie genów. Jakakolwiek, nawet najmniejsza zmiana w DNA, na podstawie której segmenty są przepisywane, może zakłócić cały ustalony proces.Odpowiedzi rodzą kolejne pytania, takie jak na przykład, do jakiego stopnia głowonogi powstrzymały swoją ewolucję na poziomie genów. Na to pytanie odpowiedzą być może kolejne badania.Stanisław Gajda