章魚的高智商來自哪里

鐘和

章魚是一種獨特的生物，具有極其復雜的大腦和無脊椎動物中獨一份的認知能力。在某種程度上，這種動物與脊椎動物有更多的共同點。當然，章魚智力的進化原因和決定這種原因的分子機制仍在研究中。

發表在《生物醫學中心·生物學》雜志上的一項新研究表明，章魚的神經和認知復雜性可能源于與人類大腦的分子相似性。這項研究成果由意大利高級國際研究生院、安東·多恩動物學研究所和意大利技術研究院合作得出。

擁有“跳躍基因”

2001年，人類基因組測序發現，超過45%的基因組由名為轉座子的序列組成。這些被稱為“跳躍基因”的DNA序列能夠從基因組的一個位點移動到另一個位點：通過“復制和粘貼”或“剪切和粘貼”的分子機制，能夠實現復制或混合。

大多數情況下，這些移動元素是不活躍的。有時候，這是因為世代積累的突變已消除了它們的移動能力，還有些時候是因為細胞會應用保護機制阻止它們并禁用其移動能力。

這項研究表明，相同的跳躍基因同時活躍于人類大腦和兩種章魚的大腦中：它們是普通章魚和加州雙斑蛸。據專家介紹，這一發現或將有助于了解章魚這種迷人生物的智力奧秘。

高級國際研究生院計算基因組學實驗室主任雷莫·桑杰斯告訴西班牙信息與科技新聞社：“人們此前已了解到，章魚基因組富含轉座子，但從未在這種動物中發現潛在的活性元素。”

具備認知能力

在現有的不同類型的轉座子中，人類基因組中表現最多的是屬于“LINE”家族的轉座子，即長散在重復序列。

傳統上，人們認為LINE的活動只是過去的殘跡，是涉及這些移動元素的進化過程的遺產。但近年來出現的新證據表明，在人腦中，LINE的活動受到了精細調節。

事實上，它們在海馬體中特別活躍，海馬體是人類大腦中對學習過程進行神經控制的重要構造。這一證據使許多科學家認為它們與記憶力等認知能力有關。

研究人員著眼于那些仍然具有復制和粘貼能力的轉座子，并且已經在章魚大腦的某些部位確定了LINE家族的元素，這些部位對于章魚的認知能力而言非常關鍵。

成果意義重大

通過新一代測序技術的應用，人們得以分析章魚神經系統中活性轉座子的分子組成。

“在所研究的兩種章魚的大腦中發現了活躍的LINE家族元素，這非常有意義，并且支持了認為這些元素具有不止于復制和粘貼的特定功能的觀點?！鄙＝芩拐f。

“垂直葉是作為章魚學習和認知能力所在地的大腦構造，就像人類的海馬體?！卑矕|·多恩動物學研究所的焦萬娜·蓬特解釋說，“當我在顯微鏡下看到這個區域的LINE元素發出非常強烈的活動信號時，我真的跳到椅子上了?！?/p>

“章魚和人類是僅有的兩種能在控制認知能力的‘腦葉中觀察到LINE元素表達的生物?！鄙＝芩拐f。

根據意大利技術研究院的斯特凡諾·古斯廷奇克和安東·多恩動物學研究所的朱塞佩·彼得羅西諾的說法，“人類和章魚之間的這種相似性或可解釋為趨同進化的絕佳案例，這種現象是指在遺傳上相距甚遠的兩個物種中，獨立地發展出相同的分子進化過程，以應對相似的需求”。

（李恒克摘自2022年7月27日《參考消息》，西米繪圖）