Když jsme si mysleli, že chobotnice už nemohou být podivnější, ukázalo se, že se ony a jejich bratři hlavonožci vyvíjejí jinak než téměř všechny ostatní organismy na planetě.

V dubnu 2017 vědci překvapivě zjistili, že chobotnice spolu s některými druhy chobotnic a sépií běžně upravují sekvence své RNA (ribonukleové kyseliny), aby se přizpůsobily svému prostředí.

To je zvláštní, protože takto adaptace u mnohobuněčných živočichů obvykle opravdu neprobíhá. Když se organismus nějakým zásadním způsobem mění, obvykle to začíná genetickou mutací – změnou DNA.

Tyto genetické změny jsou pak převedeny do činnosti molekulárním pomocníkem DNA, RNA. Instrukce DNA si můžete představit jako recept, zatímco RNA je šéfkuchař, který řídí vaření v kuchyni každé buňky a vyrábí nezbytné bílkoviny, které udržují celý organismus v chodu.

Ale RNA neprovádí instrukce jen tak naslepo – občas improvizuje s některými ingrediencemi a mění, které bílkoviny se v buňce vyrábějí, ve vzácném procesu zvaném editace RNA.

Když k takové editaci dojde, může změnit fungování bílkovin, což organismu umožní vyladit jeho genetickou informaci, aniž by ve skutečnosti došlo ke genetické mutaci. Většina organismů se však touto metodou příliš nezabývá, protože je nepřehledná a častěji způsobuje problémy, než aby je řešila.

„Mezi lidmi, kteří takové věci studují, panuje shoda, že matka příroda editaci RNA vyzkoušela, shledala ji nedostatečnou a do značné míry ji opustila,“ uvedla Anna Vlasitsová pro časopis Wired.

Vypadá to však, že hlavonožci tuto zprávu nedostali.

V roce 2015 vědci zjistili, že chobotnice obecná edituje více než 60 procent RNA ve svém nervovém systému. Tyto úpravy v podstatě změnily fyziologii jejího mozku, pravděpodobně proto, aby se přizpůsobila různým teplotním podmínkám v oceánu.

Tým se v roce 2017 vrátil s ještě překvapivějším zjištěním – nejméně dva druhy chobotnic a jedna sépie dělají pravidelně totéž. Aby mohli provést evoluční srovnání, podívali se také na nautiluse a plže a zjistili, že jejich schopnosti editace RNA chybí.

„To ukazuje, že vysoká úroveň editace RNA není obecně záležitostí měkkýšů; je to vynález coleoidních hlavonožců,“ řekl spoluvedoucí výzkumník Joshua Rosenthal z americké Marine Biological Laboratory.

Výzkumníci analyzovali stovky tisíc míst záznamu RNA u těchto živočichů, kteří patří do podtřídy coleoidních hlavonožců. Zjistili, že chytrá úprava RNA je zvláště častá v nervové soustavě coleoidů.

„Zajímalo by mě, jestli to má co do činění s jejich extrémně vyvinutým mozkem,“ řekla genetička Kazuko Nishikura z amerického Wistar Institute, která se na studii nepodílela, Edu Yongovi z The Atlantic.

Je pravda, že coleoidní hlavonožci jsou mimořádně inteligentní. Existuje nespočet strhujících příběhů o útěcích chobotnic, nemluvě o důkazech používání nástrojů a o jednom osmirukém chlapíkovi v novozélandském akváriu, který se naučil fotografovat lidi. (Ano, opravdu.)

Je to tedy jistě přesvědčivá hypotéza, že chytrost chobotnic může pocházet z jejich netradičně vysoké závislosti na úpravách RNA, které udržují mozek v chodu.

„U těchto hlavonožců se děje něco zásadně jiného,“ řekl Rosenthal.

Nejde však jen o to, že tito živočichové jsou zdatní v opravování své RNA podle potřeby – tým zjistil, že tato schopnost je spojena s výrazným evolučním kompromisem, který je odlišuje od zbytku živočišného světa.

Z hlediska běžné genomické evoluce (té, která využívá genetické mutace, jak bylo zmíněno výše) se coleoidi vyvíjeli opravdu, ale opravdu pomalu. Vědci tvrdí, že to byla nutná oběť – pokud najdete mechanismus, který vám pomáhá přežít, prostě ho používejte dál.

„Závěr je takový, že aby si coleoidi udrželi tuto flexibilitu editace RNA, museli se vzdát schopnosti evoluce v okolních oblastech – a to hodně,“ řekl Rosenthal.

V dalším kroku bude tým vyvíjet genetické modely hlavonožců, aby mohli vysledovat, jak a kdy se tato editace RNA spouští.

„Může to být něco tak jednoduchého, jako jsou změny teploty, nebo tak složitého, jako je zkušenost, forma paměti,“ řekl Rosenthal.

Zjištění byla publikována v časopise Cell.

Verze tohoto článku byla původně zveřejněna v dubnu 2017.