L'intelligenza di Octopus fa luce sull'evoluzione dei cervelli complessi

I polpi hanno sia un cervello centrale che un sistema nervoso periferico, capace di agire in modo indipendente. [Nir Friedman]

Incontrare un polipo è, per molti aspetti, la cosa più vicina all'incontro con gli alieni interplanetari. Tuttavia, nuove ricerche mostrano che il loro cervello ha alcuni sorprendenti punti in comune con quello degli esseri umani, forse in particolare in termini di microRNA (miRNA) e del ruolo che svolge nello sviluppo del cervello. I miRNA possono essere cruciali per lo sviluppo di cervelli complessi.

"Cervelli complessi con caratteristiche cognitive più elevate si sono evoluti solo nei vertebrati... con un'eccezione: i cefalopodi dal corpo molle, ad esempio i polpi", osserva Nikolaus Rajewsky, PhD, direttore scientifico dell'Istituto di biologia dei sistemi medici di Berlino del Centro Max Delbrück (MDC- BIMSB) e responsabile del laboratorio di biologia dei sistemi degli elementi di regolazione genetica. "Questo è importante perché il cervello del polpo si è evoluto in modo completamente indipendente dal complesso cervello dei mammiferi."

Rajewsky ha iniziato la sua ricerca dopo aver letto la letteratura scientifica notando che i polpi sono abili nell'editing dell'RNA. Ha ipotizzato che forse il polpo sia quindi un "artista dell'RNA" e abbia sviluppato altri meccanismi basati sull'RNA. "Sarebbe interessante identificare questi meccanismi, non solo per comprendere meglio l'evoluzione dei polpi, ma anche per sfruttare potenzialmente nuovi strumenti per le applicazioni dell'RNA negli esseri umani", afferma Rajewsky.

Ha profilato gli RNA messaggeri, gli RNA non codificanti e, in particolare, i piccoli RNA in 18 diversi tipi di tessuti di polpi deceduti. Mentre l’editing dell’RNA si è rivelato meno interessante perché i siti di editing non corrispondevano a siti importanti, i ricercatori hanno scoperto 42 nuove famiglie di miRNA nel tessuto neurale, principalmente nel cervello.

Le 42 famiglie di miRNA identificate da Rajewsky e dal suo team non sono condivise con gli esseri umani. In effetti, il più recente antenato comune dei polpi e degli esseri umani era un verme piatto primitivo vissuto circa 750 milioni di anni fa. Questi geni sono stati conservati durante l'evoluzione del polpo, quindi è probabile che siano utili. Ora la domanda è esattamente quali vantaggi offrono.

I polpi sono creature curiose che possiedono una mentalità inventiva esemplificata dalla loro capacità di mascherarsi e proteggersi utilizzando gusci aperti per proteggersi o come proiettili e di raccoglierli e conservarli per un uso successivo, così come le loro ben note capacità di mimetizzazione. Ricordano anche persone e cose e hanno preferenze distinte. Un team di ricercatori brasiliani pensa che si possa addirittura sognare.

Alcuni ricercatori hanno riferito di non essere motivati ​​dagli snack (come altri animali). Come sottolinea Rajewsky, "Hanno personalità, quindi, forse, si rendono conto che stai cercando di ricompensarli con il cibo e non gli piace essere manipolati. Non sono uno scienziato comportamentale. Sto solo speculando, " sottolinea, "ma questo spiega il fatto che lì c'è un'intelligenza che non puoi immediatamente confrontare con i nostri concetti.

"Il polpo è un invertebrato speciale. Studiando come funziona il cervello dei polpi, possiamo forse apprendere nuovi strumenti per interferire con il nostro sistema nervoso o per comprendere meglio il nostro sistema nervoso", dice Rajewsky a GEN. Anche se i ricercatori sono chiaramente interessati a studiare questo animale, non corre il rischio di diventare il prossimo topo da laboratorio. Il suo cervello è "il cervello più distante di tutti gli altri cervelli animali".

Anche i polpi sono difficili da studiare e necessitano di acquari. Rajewsky è un biologo dei sistemi che lavora nel campo della biologia molecolare per comprendere il funzionamento delle cellule nei tessuti, nonché le malattie, studiando le interazioni molecolari. "Per fare questo sul polpo, posso solo fare studi descrittivi. Non posso fare esperimenti molecolari sui polpi perché non ho vasche con animali." Sarebbe inoltre necessario adattare gli strumenti esistenti alla biochimica del polpo. Pertanto, dice, "non ho intenzione di sperimentare sui polpi". Analizza invece campioni di tessuto congelati raccolti da una stazione marittima di Napoli.

Rajewsky e il suo team hanno iniziato quantificando le principali modalità di regolazione post-trascrizionale nei 18 tessuti di polpo. Hanno scoperto che l’editing da A a I era separato dalla funzione del miRNA e quindi non lo modulava in alcun aspetto funzionalmente importante. Nello specifico, "... la maggior parte di tale modifica si è verificata negli introni e nei 3 UTR principali degli mRNA", hanno scritto, con lo splicing alternativo più elevato nei tessuti neurali, come previsto. La modifica raramente alterava i siti di giunzione. Il trascrittoma, infatti, somigliava generalmente a quello di altri invertebrati.