Juuri kun luulimme, etteivät mustekalat voisi olla enää oudompia, käy ilmi, että ne ja niiden pääjalkaiset veljet kehittyvät eri tavalla kuin lähes kaikki muut planeetan organismit.

Yllättävänä käänteenä tutkijat havaitsivat huhtikuussa 2017, että mustekalat sekä eräät kalmari- ja seepialajit muokkaavat rutiininomaisesti RNA- (ribonukleiinihappo-) sekvenssejään sopeutuakseen ympäristöönsä.

Tämä on outoa, koska sopeutuminen ei todellakaan tapahdu näin monisoluisissa eläimissä yleensä. Kun organismi muuttuu jollakin perustavanlaatuisella tavalla, se alkaa tavallisesti geneettisestä mutaatiosta – DNA:n muutoksesta.

Näitä geneettisiä muutoksia muuntaa sitten toiminnaksi DNA:n molekyylinen apuri, RNA. Voit ajatella DNA:n ohjeita reseptinä, kun taas RNA on kokki, joka orkestroi ruoanlaittoa kunkin solun keittiössä tuottaen tarvittavia proteiineja, jotka pitävät koko organismin käynnissä.

Mutta RNA ei vain suorita ohjeita sokeasti – toisinaan se improvisoi joidenkin ainesosien kanssa ja muuttaa sitä, mitä proteiineja solussa tuotetaan harvinaisessa prosessissa, jota kutsutaan RNA:n muokkaukseksi.

Kun tällainen muokkaus tapahtuu, se voi muuttaa proteiinien toimintaa, jolloin organismi voi hienosäätää geneettistä informaatiotaan ilman, että se itse asiassa kokee geneettisiä mutaatioita. Useimmat organismit eivät kuitenkaan oikeastaan viitsi käyttää tätä menetelmää, koska se on sotkuinen ja aiheuttaa ongelmia useammin kuin ratkaisee niitä.

”Tällaisia asioita tutkivien ihmisten keskuudessa vallitsee yksimielisyys siitä, että luontoäiti kokeili RNA-editointia, havaitsi sen tehottomaksi ja hylkäsi sen suurelta osin”, Anna Vlasits raportoi Wired-lehdessä.

Mutta näyttää siltä, että pääjalkaiset eivät saaneet muistutusta.

Vuonna 2015 tutkijat havaitsivat, että tavallinen kalmari on muokannut yli 60 prosenttia hermostonsa RNA:sta. Nämä muokkaukset muuttivat olennaisesti sen aivojen fysiologiaa, oletettavasti sopeutuakseen valtameren erilaisiin lämpötilaolosuhteisiin.

Ryhmä palasi vuonna 2017 vieläkin hätkähdyttävämmän havainnon kanssa – ainakin kaksi mustekalalajia ja yksi mustekala tekevät samaa säännöllisesti. Evolutiivisen vertailun tekemiseksi he tarkastelivat myös nautilusta ja nilviäisnilviäistä, ja havaitsivat, että niiden RNA:n muokkausominaisuudet puuttuivat.

”Tämä osoittaa, että korkea RNA:n muokkaus ei ole yleisesti ottaen nilviäisten juttu, vaan se on pääjalkaisten keksintö”, sanoi toinen johtava tutkija Joshua Rosenthal Yhdysvaltain meribiologisesta laboratoriosta.

Tutkijat analysoivat satojatuhansia RNA:n tallennuspaikkoja näissä eläimissä, jotka kuuluvat pääjalkaisten koleoidien alaluokkaan. He havaitsivat, että näppärä RNA:n muokkaus oli erityisen yleistä koleoidien hermostossa.

”Ihmettelen, liittyyköhän se niiden äärimmäisen kehittyneisiin aivoihin”, geneetikko Kazuko Nishikura yhdysvaltalaisesta Wistar-instituutista, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, kertoi Ed Yongille The Atlantic -lehdessä.

On totta, että pääjalkaiset ovat poikkeuksellisen älykkäitä. On olemassa lukemattomia kiehtovia mustekalan pakenemistaiteilijatarinoita, puhumattakaan todisteista työkalujen käytöstä, ja siitä yhdestä kahdeksankätisestä kaverista Uuden-Seelannin akvaariossa, joka oppi kuvaamaan ihmisiä. (Kyllä, oikeasti.)

Se on siis varmasti kiehtova hypoteesi, että mustekalojen älykkyys saattaa johtua siitä, että ne turvautuvat poikkeuksellisen paljon RNA:n muokkaukseen pitääkseen aivot käynnissä.

”Näissä pääjalkaisissa tapahtuu jotain perustavanlaatuisen erilaista”, Rosenthal sanoi.

Mutta kyse ei ole vain siitä, että nämä eläimet ovat taitavia korjaamaan RNA:nsa tarpeen mukaan – tiimi havaitsi, että tähän kykyyn liittyi selvä evolutiivinen kompromissi, joka erottaa ne muusta eläinkunnasta.

Kuten tavanomaista genomista evoluutiota (sellaista, jossa käytetään geneettisiä mutaatioita, kuten edellä mainittiin) ajatellaan, koleoidit ovat kehittyneet todella, todella hitaasti. Tutkijat väittivät, että tämä on ollut välttämätön uhraus – jos löydät mekanismin, joka auttaa sinua selviytymään, jatka sen käyttämistä.

”Johtopäätös on, että säilyttääkseen tämän joustavuuden RNA:n muokkaamiseen koleoidit ovat joutuneet luopumaan kyvystä kehittyä ympäröivillä alueilla – paljon”, Rosenthal sanoi.

Seuraavana askeleenaan työryhmä kehittää geneettisiä malleja pääjalkaisista, jotta he voivat jäljittää, miten ja milloin tämä RNA:n muokkaaminen käynnistyy.

”Kyse voi olla jostain niinkin yksinkertaisesta asiasta kuin lämpötilan muutoksista tai niinkin monimutkaisesta asiasta kuin kokemuksesta, eräänlaisesta muistista”, Rosenthal sanoi.

Löydökset on julkaistu Cell-lehdessä.

Tämän jutun versio on julkaistu alun perin huhtikuussa 2017.