ژن‌های جهنده مشترک در مغز اختاپوس و انسان

پژوهشگران ژن‌های جهنده مشترکی در مغز انسان و برخی از انواع اختاپوس یافته‌اند که نکات ناشناخته‌ای را درخصوص تکامل هوش روشن می‌کند.

کد خبر: ۴۶۳۴۹۳

تاریخ: ۰۷ تير ۱۴۰۱ - ۰۹:۵۷

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از پایگاه خبری فیز دات اُرگ (phys.org)، اختاپوس (هشت‌پا) یک ارگانیسم (جاندار، اندامگان) استثنایی است که دارای مغزی بسیار پیچیده و توانایی‌های شناختی بی‌نظیر در میان بی‌مهرگان است. اختاپوس از جهاتی شباهت‌های بیشتری با مهره‌داران دارد تا با بی‌مهرگان. پیچیدگی عصبی و شناختی این حیوانات ممکن است ریشه در یک شباهت مولکولی مغز آن‌ها با مغز انسان داشته باشد و این موضوع به‌ تازگی در مقاله‌ای در مجله بی‌اِم‌سی بایالاجی (BMC Biology) چاپ شده است.

پژوهش‌ها نشان می‌دهد که ژن‌های جهنده مشترکی در مغز انسان و مغز دو گونه از انواع اختاپوس یعنی اختاپوس معمولی (یا وُلگاریس) و اختاپوس دولَکه‌ای (یا کالیفرنیایی) وجود دارد. این کشف احتمالاً به ما کمک می‌کند که راز هوش این موجودات زنده شگفت‌انگیز را بفهمیم.

تعیین توالی ژنوم (genome، ژنگان یا ماده ژنتیکی یک موجود زنده) انسان تا سال ۲۰۰۱ آشکار کرد که بیش از ۴۵ درصد آن، متشکل از بخش‌هایی است که ترانسپوزون نامیده می‌شوند. ترانسپوزون‌ها ژن‌های جهنده‌ای هستند که طی فرایندهایی از یک بخش از ژنوم یک موجود به بخش دیگر آن حرکت می‌کنند، در هم می‌آمیزند یا تکثیر می‌شوند.

در بیشتر موارد، این عناصر متحرک، خاموش می‌مانند. آن‌ها هیچ اثر قابل مشاهده‌ای ندارند و توانایی‌شان را برای حرکت‌کردن از دست می‌دهند. بعضی از آن‌ها بی‌حرکت‌اند؛ زیرا در طول نسل‌ها جهش‌های انباشته‌شده‌ای داشته‌اند. بقیه آن‌ها دست‌نخورده باقی مانده‌اند؛ اما مکانیسم‌ دفاعی سلولی، آن‌ها را مسدود کرده است. از دیدگاه تکاملی، تکامل می‌تواند حتی به قطعات و تکه‌های شکسته ترانسپوزون هم  شکل بدهد و آن‌ها ممکن است به‌عنوان ماده خام مفید باشند.

ژنوم اختاپوس مانند ژنوم انسان پر از ژن‌های جهنده‌ای است که بیشتر آن‌ها غیرفعال هستند. با مطالعه بر روی ترانسپوزون‌هایی که قادر به تکثیر بودند، پژوهشگران تشخیص دادند که یکی از عناصر خانواده توالی‌های هسته‌ای پراکنده بلند (Long Interspersed Nuclear Elements، نوعی ژن انتقالی که فراوان‌ترین عناصر متحرک در پستانداران هستند) برای توانایی‌های شناختی اختاپوس‌ها حیاتی است. این کشف، به لطف روش‌های توالی‌یابی نسل بعدی اتفاق افتاد و برای تحلیل ترکیب مولکولی ژن‌های فعال در سیستم عصبی اختاپوس استفاده شد.

کشف یکی از عناصر خانواده توالی‌های هسته‌ای پراکنده بلند که در مغز هر دو گونه نام‌برده اختاپوس‌ها فعال بود، بسیار مهم شمرده می‌شد؛ زیرا این فکر را تقویت می‌کند که این عناصر عملکرد ویژه‌ای دارند که فراتر از تکثیر است.

در این پژوهش، بیست پژوهشگر از نقاط مختلف دنیا مشارکت داشته‌اند. پژوهشگران از مشاهده نشانه‌ای بسیار قوی از فعالیت این عنصر در لُب عمودی مغز اختاپوس دیدم که در این حیوان محل یادگیری و توانایی‌های شناختی‌اش است و عملکرد آن مشابه هیپوکامپ (اسبک مغز، قسمتی از مغز که محل یادگیری است) در انسان است.

این تشابه میان انسان و اختاپوس نشان‌دهنده عنصر توالی‌های هسته‌ای پراکنده بلند در جایگاه توانایی‌های شناختی است و مثالی جذاب از تکامل همگرا است؛ یعنی در دو گونه‌ای که از نظر ژنتیکی از هم دورند، فرایند مولکولی یکسانی به صورت مستقل و در پاسخ به نیازهای یکسانی رخ می‌دهد.

بسیاری از مشخصات مغز اختاپوس با مشخصات مغز پستانداران، در عمل مشابه است؛ به همین دلیل توالی‌های هسته‌ای پراکنده بلند شناسایی‌شده، مطلب بسیار جالبی برای مطالعه به‌ منظور افزایش دانش در خصوص تکامل هوش است.