Hvad blæksprutters hjerner afslører om vores egne

Et tilbageblik på evolutionshistorien viser, at mennesker og blæksprutter har en fælles forfader: et primitivt, ormelignende væsen.

Blæksprutter betragtes som meget intelligente, i det mindste for hvirvelløse dyr. Sammen med andre bløddyr af klassen hovedfødder, såsom sepiaer og blæksprutter i bredere forstand, har blæksprutter de mest komplekse hjerner og nervesystemer blandt alle hvirvelløse dyr. Forskere har ofte undret sig over, hvorfor netop disse bløddyr var de eneste, der udviklede en større neurologisk kompleksitet, mens dette fænomen er typisk for de fleste hvirveldyr.

Fælles forfader til mennesker og blæksprutter

Ser man langt tilbage i evolutionshistorien, har mennesker og blæksprutter en fælles forfader: et primitivt, ormelignende væsen med minimal intelligens og simple øjne. Fra dets efterkommere opstod senere dyrerigets to store grene, hvirveldyrene (med rygrad) og de hvirvelløse dyr (uden rygrad). Mens der hos hvirveldyrene udviklede sig store og komplekse hjerner med betydelige kognitive evner, var det ikke tilfældet hos de hvirvelløse dyr – med undtagelse af hovedfødderne.

En ny undersøgelse fra forskere ved Max Delbrück Center og Dartmouth College i USA har nu afdækket, på hvilken måde blæksprutters hjerner ligner hjernerne hos højere hvirveldyr. Resultaterne, der er offentliggjort i tidsskriftet Science Advances, viser, at blæksprutter i deres hjerne og nervevæv har en lang række forskellige gener, som koder for microRNA'er (miRNA'er) – hvilket svarer til den tendens, der blev observeret under hvirveldyrenes evolution.

»Det er altså det, der forbinder os med blæksprutten,« sagde studiets medforfatter professor Nikolaus Rajewsky. Dette fund betyder sandsynligvis, at miRNA'er spiller en grundlæggende rolle i udviklingen af komplekse hjerner.

microRNA'er som nøgle til kompleksitet

miRNA'er består af højst 23 nukleotider og er små, enkeltstrengede, ikke-kodende RNA-molekyler, som findes i plante- og dyreceller. De spiller en vigtig rolle i reguleringen af genekspression, primært ved at målrette mod budbringer-RNA-molekyler og forhindre, at disse forlader cellekernen for at deltage i proteinsyntesen.

I 2019 læste professor Rajewsky en publikation om genetiske analyser udført på blæksprutter af arten Octopus. Forskere havde fundet ud af, at der foregår meget RNA-editering hos disse blæksprutter – det vil sige, at de i udstrakt grad gør brug af bestemte enzymer, som kan ændre kodningen af deres RNA. «Det fik mig til at tænke, at blæksprutter ikke kun er gode til at editere, men måske også har andre RNA-tricks i ærmet,» siger Rajewsky.

Han indledte et samarbejde med forskere ved havforskningsstationen Stazione Zoologica Anton Dohrn i Napoli, som sendte ham prøver af 18 forskellige vævstyper fra døde blæksprutter. Forskerholdet udarbejdede en profil af alle små RNA-molekyler i disse væv og konstaterede, at antallet af miRNA-molekyler er steget kraftigt sammenlignet med andre hvirvelløse dyr. Især fandtes der 42 nye familier af gener, som koder for miRNA'er, i blæksprutternes væv.

90 nye microRNA-familier hos blæksprutter

«Dette er den tredjestørste udvidelse af microRNA-familier i Dyreverden og den største uden for hvirveldyrene,» sagde undersøgelsens hovedforfatter, Dr. Grygoriy Zolotarov. «For at give en idé om størrelsesordenen: Østers, som også er bløddyr, har siden de seneste fælles forfædre med blæksprutterne kun fået fem nye microRNA-familier – mens blæksprutterne har fået 90!» Østers, tilføjer Zolotarov, er «ikke ligefrem kendt for deres intelligens».

I øjeblikket kendes oprindelsen og selektionstrykket bag fremkomsten af disse nye miRNA-gener ikke. Da de er blevet bevaret under blækspruttens evolution, konkluderede holdet, at de tydeligvis er til fordel for dyrene og derfor funktionelt vigtige. Yderligere analyser af embryonale blæksprutteceller i et sent stadium viste, at mange af disse nye miRNA'er under udviklingen primært blev udtrykt i nerveceller og nervevæv.

Holdets resultater tyder på, at blæksprutter har en større hjernekompleksitet og udviklede den på samme måde som hvirveldyrs hjerner ved at bruge langt flere regulatoriske miRNA'er til at styre genaktiviteten. Der er dog behov for mere forskning for at forstå præcis, hvordan miRNA-molekylerne fungerer, og hvad de gør under den neuronale udvikling.

»Da blæksprutter ikke er typiske modelorganismer, var vores molekylærbiologiske værktøjer meget begrænsede«, siger dr. Zolotarov. Man ved derfor endnu ikke præcist, hvilke celletyper der udtrykker de nye microRNA'er. Forskerne planlægger nu at anvende en teknik udviklet i Rajewskys laboratorium, som skal gøre cellerne i blækspruttevævet synlige på molekylært niveau.

Du kan med barmhjertighed hjælpe alle dyr og vores planet. Vælg medfølelse på din tallerken og i dit glas. Go vegan.