章鱼和鱿鱼的进化比我们想象的要陌生

2021-01-01 18:47:52

就在我们认为章鱼不可能是任何怪异的时候,事实证明它们和他们的头足类兄弟的进化与地球上几乎所有其他生物都不同。

令人惊讶的是,2017年4月,科学家发现章鱼以及一些鱿鱼和墨鱼物种会常规编辑其RNA(核糖核酸)序列以适应其环境。

这很奇怪,因为这实际上并不是多细胞动物通常如何适应的。当生物以某种基本方式发生变化时,通常会从基因突变开始-DNA发生变化。

然后,这些遗传变化被DNA的分子辅助分子RNA转化为作用。您可以将DNA指令视为一种配方,而RNA则是负责安排每个细胞厨房烹饪的厨师,并产生使整个生物体运转所需的蛋白质。

但是RNA不仅盲目地执行指令-有时它会随即添加一些成分,从而在称为RNA编辑的罕见过程中改变了细胞中产生的蛋白质。

当进行这种编辑时,它可以改变蛋白质的工作方式,使生物体可以微调其遗传信息,而无需实际进行任何基因突变。但是大多数生物并没有真正为这种方法而烦恼,因为它很杂乱,并且经常会产生解决问题的方法。

研究此类事物的人们的共识是大自然母亲(RNA)尝试进行RNA编辑,发现它缺乏需要,并在很大程度上放弃了它," Anna Vlasits报道《连线》。

2015年,研究人员发现普通鱿鱼在其神经系统中编辑了60%以上的RNA。这些修改实质上改变了它的大脑生理,大概是为了适应海洋中的各种温度条件。

该团队于2017年返回了一个更加惊人的发现-至少两种章鱼和一只乌贼定期做同样的事情。为了进行进化比较,他们还观察了一个鹦鹉螺和一个腹足动物的ug,发现他们缺乏RNA编辑能力。

"这表明高水平的RNA编辑通常不是软体动物。它是类脂头足类动物的发明,美国海洋生物实验室的首席研究员Joshua Rosenthal说。

研究人员分析了这些动物中成千上万的RNA记录位点,它们属于头足类的类脂亚类。他们发现,聪明的RNA编辑在类神经系统中尤为常见。

"我想知道这是否与他们极为发达的大脑有关,"没有参与这项研究的美国Wistar研究所的遗传学家西仓和子(Kazuko Nishikura)告诉《大西洋》,

确实,鞘状头足类动物非常聪明。那里有无数铆钉章鱼逃生艺术家的故事,更不用说工具使用的证据了,还有一个在新西兰水族馆里的八臂小伙子学会了摄影。 (对真的。)

因此,这无疑是一个令人信服的假设,即章鱼聪明人可能是因为他们非常规地高度依赖RNA编辑来保持大脑正常运转。

但是,不仅仅是这些动物能够熟练地根据需要固定其RNA,该团队还发现,这种能力伴随着独特的进化权衡,这使它们与其他动物世界区分开来。 就常规的基因组进化(如上所述,利用遗传突变的基因组进化)而言,类胚体的进化确实非常缓慢。 研究人员声称这是必要的牺牲-如果您找到一种可以帮助您生存的机制,请继续使用它。 "这里的结论是,为了保持编辑RNA的灵活性,类胚体不得不放弃在周围区域进化的能力-很多, 罗森塔尔说。 下一步,研究小组将开发头足类动物的遗传模型,以便他们可以追踪这种RNA编辑的方式和时间。 "它可能像温度变化一样简单,也可能像经验一样复杂,是一种记忆形式," 罗森塔尔说。