研究：章鱼和人类大脑共享相同的“跳跃基因”

新研究发现了一个重要的分子类比，它可以解释这些迷人的无脊椎动物的非凡智慧。一个具有极其复杂的大脑和认知能力的特殊生物体使章鱼在无脊椎动物中非常独特。以至于它在几个方面跟脊椎动物比无脊椎动物更相似。

这些动物的神经和认知的复杂性可能源于跟人类大脑的分子相似，正如最近发表在《BMC Biology》上的一篇研究论文所发现的那样。

据了解，这项研究表明，同样的“跳跃基因”在人脑和两个物种的大脑中都非常活跃，这两个物种是普通章鱼Octopus vulgaris和加利福尼亚章鱼Octopus biMaculoides。这一发现可以帮助人们了解这些杰出生物体的智慧秘密。

早在2001年，人类基因组测序就显示，超45%的基因组是由被称为转座子的序列组成，即所谓的“跳跃基因”，其通过分子复制和粘贴或剪切和粘贴机制可以从个体基因组的一点“移动”到另一点并进行洗牌或复制。

在大多数情况下，这些移动元素保持沉默：它们没有明显的影响并已经失去移动的能力。有些是不活跃的，因为经过几代人的努力，它们已经积累了突变；其他的则都是完整的，但被细胞防御机制阻断。从进化的角度来看，即使是转座子的这些碎片和断裂的拷贝也仍然有用，以此来作为进化可以雕刻的“原材料”。

在这些移动元素中，最相关的是那些属于LINE（长间隔核元素）家族的元素，其在人类基因组中被发现了100个拷贝并且仍具有潜在的活性。传统意义上，人们认为LINE的活动只是过去的遗迹，是涉及这些移动元素的进化过程的残留物，但近年来出现的新证据表明，它们的活动在大脑中受到精细的调节。有许多科学家认为，LINE转座子跟学习和记忆等认知能力有关：它们在海马体中特别活跃，海马体是我们大脑中对学习过程进行神经控制的最重要结构。

章鱼的基因组像我们一样富含“跳跃基因”，其中大部分是不活跃的。研究人员把重点放在仍能复制和粘贴的转座子上，他们在对这些动物的认知能力至关重要的大脑部分发现了LINE家族的一个元素。

研究人员Remo Sanges指出，他在那不勒斯的Stazione Zoologica Anton Dohrn担任研究员时就开始从事这个项目，其发现一个活跃在两个章鱼物种大脑中的LINE家族元素非常重要，这是因为它为这些元素具有超越复制和粘贴的特定功能这一观点提供了支持。

“当我在显微镜下看到垂直叶中这种元素的活动的非常强烈的信号时，我真的跳到了椅子上，垂直叶是章鱼的大脑结构，是学习和认知能力的所在地，就像人类的海马体一样，”研究人员Giovanna Ponte告诉记者。

根据Anton Dohrn动物研究所的Giuseppe Petrosino和意大利技术研究所的Stefano Gustincich的说法--“人类和章鱼之间的这种相似性显示了认知能力所在地的LINE元素的活动，它可以被解释为一个迷人的趋同进化的例子，对于这种现象，在两个遗传上相距甚远的物种中，相同的分子过程独立发展以应对类似的需求。”

“章鱼的大脑在功能上跟哺乳动物的大脑有许多相似之处，"Anton Dohrn动物研究中心海洋生物的生物学和进化部主任Graziano Fiorito说道，“由于这个原因，已经确定的LINE元素也代表了一个非常有趣的候选者，它可以对其进行研究以提高我们对智力进化的认识。”