Los pulpos son una criatura viva excepcional que posee un cerebro muy complejo y habilidades cognitivas que son únicas entre los invertebrados. Tanto es así que en cierto modo tiene más en común con los vertebrados que con los invertebrados. La complejidad neuronal y cognitiva de estos animales podría surgir de su similitud molecular con el cerebro humano, según descubrió un artículo de investigación publicado recientemente en BMC Biology y coordinado por Remo Sanges de SISSA de Trieste y Graziano Fiorito de Stazione Zoologica Anton Dohrn de Nápoles. La investigación muestra que los mismos «genes saltadores» están activos tanto en el cerebro humano como en el cerebro de dos especies, pulpo comúnEl pulpo común y pulpo bimaculoidespulpo californiano. Un descubrimiento que podría ayudarnos a entender el secreto de la inteligencia de estas maravillosas criaturas.
La secuenciación del genoma humano ya en 2001 reveló que más del 45% consiste en secuencias llamadas transposones, los llamados ‘genes de salto’ que, a través de mecanismos moleculares de copiar y pegar o cortar y pegar, pueden ‘ mover’, de un punto a otro del genoma de un individuo, mezclando o duplicando. En la mayoría de los casos, estos elementos en movimiento permanecen silenciosos: no tienen efectos visibles y han perdido su capacidad de moverse. Algunos son inertes porque, a lo largo de generaciones, han acumulado mutaciones; Otros son saludables, pero están bloqueados por mecanismos de defensa celular. Desde un punto de vista evolutivo, incluso estos fragmentos y copias rotas de transposones todavía pueden ser útiles, como «materia prima» que la evolución puede tallar.
Entre estos elementos móviles, los más relevantes son los pertenecientes a la denominada familia de elementos nucleares largos mixtos (LINE), que están presentes en cien copias en el genoma humano y aún están activos. La actividad de los LINEs ha sido tradicionalmente una reliquia del pasado, los remanentes de los procesos evolutivos que incluyeron estos elementos móviles, pero en los últimos años han surgido nuevas evidencias que demuestran que su actividad está precisamente regulada en el cerebro. Hay muchos científicos que creen que los LINE están relacionados con habilidades cognitivas como el aprendizaje y la memoria: son particularmente activos en el hipocampo, que es la estructura más importante de nuestro cerebro para el control neuronal de los procesos de aprendizaje.
El genoma del pulpo, como el nuestro, es rico en «genes saltadores», la mayoría de los cuales están inactivos. Centrándose en los transposones que aún son capaces de copiar y pegar, los investigadores identificaron un elemento de la familia LINE en partes del cerebro importantes para las capacidades cognitivas de estos animales. El descubrimiento fue el resultado de una colaboración entre la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, la Stazione Zoologica Anton Dohrn y el Istituto Italiano di Tecnologia gracias a técnicas de secuenciación de última generación, que se utilizaron para analizar la estructura molecular de los genes activos en el sistema nervioso del pulpo. .
“El descubrimiento de un elemento de la familia LINE, activo en el cerebro de las dos especies de pulpo, es muy importante porque da soporte a la idea de que estos elementos tienen una función específica más allá de copiar y pegar”, explica Remo. Sanges, director del Laboratorio de Genómica Computacional del SISSA, quien comenzó a trabajar en este proyecto cuando era investigador en la Stazione Zoologica Anton Dohrn de Nápoles. El estudio, publicado en la revista BMC Biology, fue realizado por un equipo internacional de más de dos docenas de investigadores de todo el mundo.
“De hecho salté sobre la silla cuando vi, bajo el microscopio, una señal muy fuerte de la actividad de este elemento en el lóbulo de la cabeza, que es la estructura del cerebro que en el pulpo es la sede del aprendizaje y las capacidades cognitivas, como el hipocampo en los humanos”, dice Giovanna Ponti de Stazione Zoologica Anton Dohrn.
Según Giuseppe Petrosino de Stazione Zoologica Anton Dohrn y Stefano Gustincich del Istituto Italiano di Tecnologia «Esta similitud entre humanos y pulpos que muestran la actividad del elemento LINE en el asiento de las habilidades cognitivas puede explicarse como un ejemplo notable de evolución convergente, el fenómeno por el cual, en dos especies genéticamente distantes, el mismo proceso desarrolla moléculas de forma independiente, en respuesta a necesidades similares”.
«Funcionalmente, el cerebro del pulpo es similar en muchas características al cerebro de los mamíferos», dice Graziano Fiorito, director del departamento de biología marina y evolución en Stazione Zoologica Anton Dohrn. «También por esta razón, el elemento específico LINE representa un candidato muy interesante para estudiar para mejorar nuestro conocimiento de la evolución de la inteligencia».