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為何有人說章魚是外星生物?3個心臟,能變色,還能編輯RNA!

我們常在餐桌上見到的食物——八爪魚,確實不是一般的動物。越來越多的研究表明,它們的能力過于強大,并且與眾不同,以至于有人戲稱它們是“外星生物”。

這種說法顯然有夸大或者幻想的成分,但章魚的特殊之處是毋庸置疑的。比如英國神經(jīng)科學(xué)家Anil Seth就說過:如果地球上有一種生物,其奇特之處甚至可以使其在其他環(huán)境下進化,那就是章魚了。

章魚體內(nèi)有3個心臟,其中一個為全身供血,還有兩個為鰓供血;章魚的偽裝能力極強,可以迅速變換身體的顏色,與周圍環(huán)境融為一體;而且章魚的觸手有味覺,僅通過“觸摸”就能知道食物的味道……

頭足類動物確實是一種非常特殊的生物,而且最厲害的是,它們真的非常聰明。除了章魚之外,烏賊的大腦也很發(fā)達,幾乎和非常聰明的動物——狗一樣復(fù)雜。另外還有研究表明,章魚甚至可能會做夢,這對于無脊椎動物來說確實很罕見。

還有一點,章魚的大腦和脊椎動物之間還有一點相似之處,那就是都有轉(zhuǎn)座子。轉(zhuǎn)座子又被稱為跳躍基因,它們可以自我復(fù)制,并在生物染色體之間移動,在促進生物進化方面起到了關(guān)鍵的作用。這么看來,章魚的大腦確實很像脊椎動物,而不是它的同類。

根據(jù)目前的研究,只有脊椎動物才有這么復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng),無脊椎動物中很少有這樣的情況。因此,科學(xué)家們一直對頭足類生物的神經(jīng)系統(tǒng)非常好奇。

但章魚和我們又有不同之處,因為它們的神經(jīng)系統(tǒng)不僅存在于頭部,而是分布在身體的各個部位。尤其是8只觸手,也分布著許多神經(jīng)元,這意味著它們可以在不受頭部控制的情況下自主行動,甚至在被切斷的情況下依然保持活動。

更神奇的是,頭足類動物還有一項非常特殊的技能,那就是在進入新的環(huán)境之后,可以迅速修改自己的RNA序列。

我們知道,人類和章魚的遺傳物質(zhì)都是DNA,全稱叫脫氧核糖核酸。生物體可以根據(jù)DNA的序列合成RNA,也就是核糖核酸,而RNA是參與合成蛋白質(zhì)等生物體活動的關(guān)鍵。一般來說,生物的RNA序列由DNA決定,但章魚卻可以編輯RNA序列,這確實令人感到不可思議。

這已經(jīng)不是科學(xué)家第一次取得類似的發(fā)現(xiàn)了,2015年的時候,研究人員就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)烏賊可以編輯自己神經(jīng)系統(tǒng)中的RNA,其比例甚至高達60%以上!

為了了解章魚的RNA編輯之謎,來自德國由馬克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心的系統(tǒng)生物學(xué)家Nikolaus Rajewsky領(lǐng)導(dǎo)著自己的團隊,對章魚展開了新的研究,他們的成果發(fā)表在了最新的《科學(xué)進展》雜志上,或許能解釋章魚的這種“超能力”。

為了本次研究,他們從意大利的一家海洋研究所獲取了18只章魚的樣本,樣本中主要是普通章魚(Octopus vulgaris),另外還有一只加州雙斑章魚(Octopus bimaculoides)和一只夏威夷短尾魷魚(Euprymna scolopes)。

我們知道,RNA根據(jù)功能的不同可以分為幾類,比如信使RNA、轉(zhuǎn)運RNA等,這次研究中,科學(xué)家們主要測序的是信使RNA和micro RNA。結(jié)果表明,章魚體內(nèi)確實在進行著大量的RNA編輯。尤其是后者,最值得關(guān)注。

micro RNA又被稱為miRNA,是一種非常短的RNA,在細胞內(nèi)可以發(fā)揮許多重要的調(diào)節(jié)作用。它們還能夠參與調(diào)控基因表達的工作,并可以和較大的RNA分子結(jié)合,協(xié)助細胞對蛋白質(zhì)進行微調(diào)。

研究人員發(fā)現(xiàn),每一種章魚的體內(nèi)似乎都有大量的miRNA。以普通章魚為例,他們一共發(fā)現(xiàn)了164個miRNA基因;還有加州雙斑章魚,體內(nèi)擁有162個miRNA。這些miRNA分為138個家族,其中42個家族是全新的,并且主要分布在大腦和神經(jīng)組織中。

西班牙的基因組調(diào)節(jié)中心的生物學(xué)家Grygoriy Zolotarov解釋說:“這是動物界中micro RNA家族的規(guī)模第三大的擴展,同時也是脊椎動物以外最大的擴展。”

這是個什么概念呢?他舉了一個例子:同屬軟體動物的牡蠣,追溯到足夠久遠的年代,和章魚有共同的祖先。但自從它們的祖先分化出這兩種生物之后,牡蠣僅僅獲得了5個新的micro RNA家族,而章魚卻獲得了90個,是前者的18倍!

盡管研究人員尚不確認這些micro RNA具體發(fā)揮著怎樣的作用,以及它們涉及了哪些細胞,但他們根據(jù)RNA結(jié)合位點以及本次研究的其他發(fā)現(xiàn),確信這些RNA發(fā)揮著重要的作用。

RNA編輯未必是好事,因為有的時候就會在不受控的情況下編輯出不利于生存的性征。因此,自然界很多具有類似能力的生物都消失了。然而,章魚等頭足類動物卻能夠與這種能力和平共處,這也是令科學(xué)家們非常好奇的。

雖然章魚體內(nèi)的miRNA數(shù)量和人類仍然無法相比,作為對比,人類基因組編碼了差不多2600個成熟的miRNA。話說回來,畢竟章魚不是真的可以和人類分庭抗禮,它們不是真正的智慧生物。以miRNA為標準,它們大概和雞、青蛙等動物相似,這已經(jīng)比其他無脊椎動物要強很多了。

研究人員指出:也就是說,章魚在無脊椎動物中的智力優(yōu)勢,類似于人類的智慧在脊椎動物中的優(yōu)勢,這已經(jīng)很不容易了。根據(jù)本次研究,研究人員認為,不論是頭足類動物還是其他動物,其智力的提升都可能與這種miRNA的擴展有關(guān)。

他們進一步推測,頭足類動物的miRNA或許和它們特殊的神經(jīng)元功能有密切的聯(lián)系,甚至可能是動物演化出復(fù)雜腦結(jié)構(gòu)的必要條件。

Rajewsky將會率領(lǐng)其團隊進行更深入的研究,了解這些miRNA在章魚體內(nèi)到底發(fā)揮了哪些功能。這些“外星生物”到底和同類們有多大的區(qū)別,關(guān)鍵或許就在這里了。

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