Net toen we dachten dat octopussen niet vreemder konden zijn, blijkt dat zij en hun broeders van koppotigen anders evolueren dan bijna elk ander organisme op de planeet.

In een verrassende wending ontdekten wetenschappers in april 2017 dat octopussen, samen met sommige inktvis- en inktvissoorten, routinematig hun RNA-sequenties (ribonucleïnezuur) bewerken om zich aan te passen aan hun omgeving.

Dit is raar omdat dat echt niet is hoe aanpassingen gewoonlijk gebeuren in meercellige dieren. Wanneer een organisme op een fundamentele manier verandert, begint dat meestal met een genetische mutatie – een verandering in het DNA.

Die genetische veranderingen worden vervolgens in actie omgezet door het moleculaire hulpje van het DNA, RNA. U kunt denken aan DNA-instructies als een recept, terwijl RNA is de chef-kok die orkestreert het koken in de keuken van elke cel, de productie van de nodige eiwitten die het hele organisme gaande te houden.

Maar RNA voert niet alleen blindelings instructies uit – af en toe improviseert het met sommige ingrediënten, waarbij het verandert welke eiwitten in de cel worden geproduceerd in een zeldzaam proces dat RNA-editing wordt genoemd.

Wanneer zo’n bewerking plaatsvindt, kan het veranderen hoe de eiwitten werken, waardoor het organisme zijn genetische informatie kan bijstellen zonder daadwerkelijk genetische mutaties te ondergaan. Maar de meeste organismen hebben niet echt moeite met deze methode, omdat het rommelig is en vaker problemen veroorzaakt dan oplost.

“De consensus onder mensen die dergelijke dingen bestuderen is dat Moeder Natuur RNA-bewerking een keer heeft geprobeerd, het te kort kwam en het grotendeels heeft opgegeven,” rapporteerde Anna Vlasits voor Wired.

Maar het lijkt erop dat koppotigen de memo niet hebben gekregen.

In 2015 ontdekten onderzoekers dat de gewone inktvis meer dan 60 procent van het RNA in zijn zenuwstelsel heeft bewerkt. Die bewerkingen veranderden in wezen zijn hersenfysiologie, vermoedelijk om zich aan te passen aan verschillende temperatuursomstandigheden in de oceaan.

Het team kwam in 2017 terug met een nog opzienbarender bevinding – ten minste twee soorten octopus en één inktvis doen regelmatig hetzelfde. Om evolutionaire vergelijkingen te trekken, keken ze ook naar een nautilus en een gastropode slak, en ontdekten dat hun RNA-editing bekwaamheid ontbrak.

“Dit toont aan dat hoge niveaus van RNA-editing over het algemeen geen molluscan ding is; het is een uitvinding van de coleoid cephalopoden,” zei co-lead onderzoeker, Joshua Rosenthal van het US Marine Biological Laboratory.

De onderzoekers analyseerden honderdduizenden RNA-opnameplaatsen in deze dieren, die behoren tot de coleoïde subklasse van koppotigen. Ze ontdekten dat slimme RNA-bewerking vooral voorkwam in het coleoïde zenuwstelsel.

“Ik vraag me af of het te maken heeft met hun extreem ontwikkelde hersenen,” vertelde geneticus Kazuko Nishikura van het Amerikaanse Wistar Instituut, die niet betrokken was bij de studie, aan Ed Yong in The Atlantic.

Het is waar dat coleoïde koppotigen uitzonderlijk intelligent zijn. Er zijn talloze meeslepende octopus ontsnappingskunstenaar verhalen die er zijn, niet te vergeten bewijs van gereedschap gebruik, en die ene acht-armige man in een Nieuw-Zeelandse aquarium die geleerd om mensen te fotograferen. (Ja, echt waar.)

Dus het is zeker een dwingende hypothese dat octopus slimheid zou kunnen komen van hun onconventioneel hoge afhankelijkheid van RNA bewerkingen om de hersenen aan de gang te houden.

“Er is iets fundamenteel anders aan de hand in deze koppotigen,” zei Rosenthal.

Maar het is niet alleen dat deze dieren bedreven zijn in het repareren van hun RNA als dat nodig is – het team ontdekte dat dit vermogen kwam met een duidelijke evolutionaire ruil, die hen onderscheidt van de rest van de dierenwereld.

In termen van run-of-the-mill genomische evolutie (degene die genetische mutaties gebruikt, zoals hierboven vermeld), zijn coleoïden heel, heel langzaam geëvolueerd. De onderzoekers beweerden dat dit een noodzakelijk offer is geweest – als je een mechanisme vindt dat je helpt te overleven, moet je het gewoon blijven gebruiken.

“De conclusie hier is dat om deze flexibiliteit om RNA te bewerken te behouden, de coleoïden het vermogen hebben moeten opgeven om in de omringende regio’s te evolueren – heel veel,” zei Rosenthal.

Als volgende stap zal het team genetische modellen van koppotigen ontwikkelen, zodat ze kunnen traceren hoe en wanneer deze RNA-bewerking in werking treedt.

“Het zou iets eenvoudigs kunnen zijn als temperatuurveranderingen of iets ingewikkelds als ervaring, een vorm van geheugen,” zei Rosenthal.

De bevindingen zijn gepubliceerd in Cell.

Een versie van dit verhaal werd oorspronkelijk gepubliceerd in april 2017.