สิ่งที่ปลาหมึกยักษ์และสมองของมนุษย์มีเหมือนกัน

ปลาหมึก และปลาหมึกเป็นสัตว์ที่มีความฉลาดสูงและมีระบบประสาทที่ซับซ้อน

ในScience Advancesทีมงานที่นำโดย Nikolaus Rajewsky จาก Max Delbrück Center ได้แสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการของพวกเขานั้นเชื่อมโยงกับการขยายตัวอย่างมากของ microRNA ของพวกเขา

หากเราย้อนกลับไปไกลพอในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการเราจะพบกับบรรพบุรุษร่วมของมนุษย์และปลาหมึกที่รู้จักกันคนสุดท้าย: สัตว์ดึกดำบรรพ์ที่มีรูปร่างคล้ายหนอนซึ่งมีสติปัญญาน้อยที่สุดและจุดตาที่เรียบง่าย ต่อมา อาณาจักรสัตว์สามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่มีกระดูกสันหลังและไม่มีกระดูกสันหลัง ในขณะที่สัตว์มีกระดูกสันหลัง โดยเฉพาะไพรเมตและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ได้พัฒนาสมองขนาดใหญ่และซับซ้อนพร้อมความสามารถในการรับรู้ที่หลากหลาย แต่สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังกลับไม่พัฒนา ยกเว้นอย่างเดียวคือปลาหมึก

นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าเหตุใดระบบประสาทที่ซับซ้อนเช่นนี้จึงสามารถพัฒนาได้ในหอยเหล่านี้เท่านั้น ขณะนี้ ทีมงานนานาชาติที่นำโดยนักวิจัยจาก Max Delbrück Center และ Dartmouth College ในสหรัฐอเมริกาได้ให้เหตุผลที่เป็นไปได้ ในบทความที่ตีพิมพ์ในScience Advancesพวกเขาอธิบายว่าหมึกมี microRNAs (miRNAs) ที่ขยายตัวอย่างมากในเนื้อเยื่อประสาท ของพวก มัน ซึ่งสะท้อนถึงการพัฒนาที่คล้ายคลึงกันซึ่งเกิดขึ้นในสัตว์มีกระดูกสันหลัง

“นี่คือสิ่งที่เชื่อมโยงเรากับปลาหมึก” ศาสตราจารย์ Nikolaus Rajewsky ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของ Berlin Institute for Medical Systems Biology of the Max Delbrück Center (MDC-BIMSB) หัวหน้าแผนกชีววิทยาระบบของ Gene Regulatory Elements Lab และ ผู้เขียนคนสุดท้ายของกระดาษ เขาอธิบายว่าการค้นพบนี้อาจหมายความว่า miRNAs มีบทบาทพื้นฐานในการพัฒนาสมองที่ซับซ้อน

ในปี 2019 Rajewsky อ่านสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมที่ดำเนินการกับหมึกยักษ์ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ามีการตัดต่อ RNA จำนวนมากในปลาหมึกเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่าพวกมันใช้เอ็นไซม์บางชนิดที่สามารถถอดรหัส RNA ของพวกมันได้อย่างกว้างขวาง

“สิ่งนี้ทำให้ฉันคิดว่าหมึกอาจไม่เพียงแต่ตัดต่อได้ดีเท่านั้น แต่อาจมีกลอุบาย RNA อื่นๆ ร่วมด้วย” Rajewsky กล่าว ดังนั้นเขาจึงเริ่มร่วมมือกับสถานีวิจัยทางทะเล Stazione Zoologica Anton Dohrn ในเนเปิลส์ ซึ่งส่งตัวอย่างเนื้อเยื่อ 18 ชนิดจากปลาหมึกที่ตายแล้วให้เขา

ผลการวิเคราะห์น่าประหลาดใจ: “มีการแก้ไข RNA เกิดขึ้นมากมาย แต่ไม่ใช่ในพื้นที่ที่เราเชื่อว่าเป็นที่สนใจ” Rajewsky กล่าว การค้นพบที่น่าสนใจที่สุดคือการขยายตัวอย่างมากของกลุ่ม RNA ยีน microRNAs ที่รู้จักกันดี

พบตระกูล miRNA ใหม่ทั้งหมด 42 ตระกูล – โดยเฉพาะในเนื้อเยื่อประสาทและส่วนใหญ่ในสมอง เนื่องจากยีนเหล่านี้ได้รับการอนุรักษ์ไว้ระหว่างวิวัฒนาการของปลาหมึก ทีมงานจึงสรุปได้ว่ายีนเหล่านี้มีประโยชน์ต่อสัตว์อย่างชัดเจน และด้วยเหตุนี้จึงมีความสำคัญในเชิงหน้าที่

ปลาหมึกยักษ์มีทั้งสมองส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลาย ซึ่งเป็นระบบที่สามารถทำงานได้อย่างอิสระ เครดิต: Nir Friedman
Rajewsky ได้ทำการวิจัย miRNAs มานานกว่า 20 ปี แทนที่จะแปลเป็น RNA ของผู้ส่งสาร ซึ่งส่งคำสั่งสำหรับการผลิตโปรตีนในเซลล์ ยีนเหล่านี้จะเข้ารหัส RNA ชิ้นเล็กๆ ที่จับกับ RNA ของผู้ส่งสาร และด้วยเหตุนี้จึงมีอิทธิพลต่อการผลิตโปรตีน ไซต์ที่มีผลผูกพันเหล่านี้ยังได้รับการอนุรักษ์ตลอดวิวัฒนาการของปลาหมึก ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้อีกอย่างหนึ่งว่า miRNAs ใหม่เหล่านี้มีความสำคัญต่อการทำงาน

ตระกูล microRNA ใหม่”นี่เป็นการขยายตัวของตระกูล microRNA ที่ใหญ่เป็นอันดับสามในโลกของสัตว์และใหญ่ที่สุดนอกสัตว์มีกระดูกสันหลัง” Grygoriy Zolotarov, MD ผู้เขียนนำ นักวิทยาศาสตร์ชาวยูเครนผู้ฝึกงานในห้องทดลองของ Rajewsky ที่ MDC-BIMSB กล่าวขณะจบโรงเรียนแพทย์ในปราก , และหลังจากนั้น. “เพื่อให้คุณเข้าใจขนาด หอยนางรมซึ่งเป็นสัตว์จำพวกมอลลัสก์ได้รับตระกูล microRNA ใหม่เพียง 5 ตระกูลตั้งแต่บรรพบุรุษสุดท้ายที่พวกเขาแบ่งปันกับปลาหมึก ในขณะที่ปลาหมึกได้รับ 90”

หอยนางรม Zolotarov เสริมว่าไม่เป็นที่รู้จักในด้านความฉลาด

ความหลงใหลในปลาหมึกของ Rajewsky เริ่มขึ้นเมื่อหลายปีก่อน ระหว่างการเยี่ยมชมพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ Monterey Bay Aquarium ในแคลิฟอร์เนียในตอนเย็น “ฉันเห็นสิ่งมีชีวิตตัวนี้นั่งอยู่ที่ก้นตู้ และเราใช้เวลาหลายนาที – ฉันก็เลยคิดว่า – มองหน้ากัน” เขากล่าวว่าการมองปลาหมึกแตกต่างจากการมองปลามาก: “มันไม่เป็นวิทยาศาสตร์มากนัก แต่ดวงตาของพวกมันแสดงออกถึงสติปัญญา” หมึกยักษ์มีดวงตา “กล้อง” ที่ซับซ้อนคล้ายกับมนุษย์

จากมุมมองของวิวัฒนาการ ปลาหมึกมีลักษณะเฉพาะในหมู่สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง พวกมันมีทั้งสมองส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลาย ซึ่งสามารถทำงานได้อย่างอิสระ หากหนวดปลาหมึกขาดหนวด หนวดยังคงไวต่อการสัมผัสและยังสามารถเคลื่อนไหวได้ เหตุผลที่ปลาหมึกอยู่คนเดียวในการพัฒนาการทำงานของสมองที่ซับซ้อนเช่นนี้อาจมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันใช้แขนอย่างมีจุดประสงค์ เช่น เป็นเครื่องมือในการเปิดเปลือก เป็นต้น

หมึกยักษ์ยังแสดงสัญญาณความฉลาดอื่นๆ อีกด้วย พวกมันมีความอยากรู้อยากเห็นมากและสามารถจดจำสิ่งต่างๆ ได้ พวกเขายังสามารถจดจำผู้คนและชอบบางคนมากกว่าคนอื่นๆ ตอนนี้นักวิจัยเชื่อว่าพวกเขาฝันด้วยซ้ำ เนื่องจากพวกเขาเปลี่ยนสีและโครงสร้างผิวหนังในขณะนอนหลับ

 

Releated