如何解釋章魚聰明才智?發現牠們和人類大腦相似之處

(首圖來源:pixabay)
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【文‧Emmastein】

章魚因出色的神經系統與認知能力而在無脊椎動物中顯得異常獨特,以至於科幻小說常把章魚傳為外星生物。最近,科學家發現了章魚比普通無脊椎動物還要聰明許多的其中一個原因:和人類一樣,大腦相同位置的基因組內富含跳躍子(轉座子)。

章魚是種獨特動物,不僅具有較大的腦體比,還擁有無脊椎動物中最複雜的神經系統,且能透過社交學習新行為、處理短期資訊、儲存長期記憶等,是無脊椎動物中智商最高的一目,某些方面牠們更像脊椎動物而不是無脊椎動物,科學家一直想知道為什麼章魚這麼聰明。

根據一項對普通章魚和加州雙斑蛸(學名:Octopus bimaculoides)章魚的新基因測序結果,科學家發現章魚基因組和人類基因組一樣,都含有大量跳躍子。

跳躍子也稱轉座子(Transposon),2001 年時人類基因組測序發現其中超過 45% 都由轉座子序列組成,透過分子複製黏貼或剪切黏貼機制,可以幫助細胞核內 DNA 物質從基因組一個點「移動」到另一個點,這種改組一般不會對生物體產生明顯影響、大多數也不活躍,因此又被稱為沉默轉座子。

但基因組中有許多類型轉座子 ,其中「長散在核元件(Long interspersed nuclear element,或Long interspersed elements,LINEs)」屬於活躍一群,早先科學家認為 LINEs 已退化,但最近研究表明它們與學習和記憶等認知能力相關,且活躍狀態由大腦海馬迴調節。

而最新測序結果便在章魚大腦的相同位置基因組內,發現大量活躍的 LINEs 轉座子,可能就是章魚也展現高智力的關鍵原因。

原本進化生物學指出,人類因具有一系列不同特徵而與地球其他物種顯得不同,但研究團隊認為,人類大腦與章魚大腦的相似之處可以用「趨同演化」解釋,即 2 個遺傳完全迥異的物種卻發展出相同分子機制以響應相似生活需求。

新論文發表在《BMC Biology》期刊。

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