"Eles foram os primeiros seres inteligentes do planeta", disse o Prêmio Nobel Sydney Brenner, fundador presidente e Distinguished Professor de Okinawa Instituto de Ciência e Tecnologia (OIST). O que as primeiras espécies inteligentes de um planeta alienígena poderia ser semelhante? Imagine uma criatura de carcaça e de menos com três corações, com a maioria de seus quase meio bilhão de neurônios distribuídas em oito braços tentaculares. Cada braço pode regenerar como o Hydra mítico e tem uma mente própria. Seus músculos enrijecem em cotovelos temporários e ombros. Esta criatura tem a capacidade misteriosa de perfeita camuflagem e decora sua toca com as sobras de sua presa.
Essa é a realidade bizarra de um polvo. Polvos representam o ápice de um suplente trilha evolutiva do homem. Eles são cefalópodes, um grupo de organismos, incluindo lulas e chocos que descendem de um lento, ancestral caracol-like e tornou-se, predadores engenhosos ativos. Apesar de caracóis moderna dia, ostras e outros moluscos evoluíram todas igualmente a partir deste ancestral comum em termos de tempo, polvos de alguma forma ganhou capacidades aparentemente extraterrestres. O segredo está em seu genoma.
Brenner ficou fascinada com a grande sofisticação do seu sistema nervoso e iniciou o Projeto Genoma polvo como o primeiro de vários projetos genoma importantes que se tornaram uma marca da OIST. A complexidade do genoma polvo apresentou um grande desafio.
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Okinawa de Ciência e Tecnologia da Universidade de Pós-Graduação (OIST), da Universidade de Chicago, e da Universidade da Califórnia, Berkeley seqüenciaram e analisaram o genoma de uma espécie de polvo, tornando-se o primeiro cefalópode a ser decodificado.Eles publicaram suas descobertas na revista Nature. A análise de todo o genoma foi liderada pelo OIST por pesquisadores da Unidade de Genética Molecular.
Enquanto o genoma polvo se assemelha aos de outros invertebrados marinhos em muitos aspectos, ele também revelou características inesperadas que são fundamentais para a compreensão da origem e função do seu sistema nervoso único. cérebros de cefalópodes são elaborações do cérebro básico invertebrado, e ter uma organização completamente diferente do que é encontrado em seres humanos e outros vertebrados. Cefalópodes emergiu como predadores dos oceanos antigos mais de trezentos milhões de anos atrás.
O genoma do polvo codifica várias famílias de genes grandes que podem conter a chave de como os fios de animais até a sua cerebrais complexas - estas famílias de genes estão envolvidos no desenvolvimento do cérebro regulação em outros animais, mas eles são muito ampliada no polvo. A sua função pormenorizada, no entanto, continua a ser desconhecido. Centenas de outros genes que são comuns em cefalópodes mas desconhecida em outros animais também foram encontrados. Algumas delas estão implicados na pele dinâmica de cefalópodes que permite camuflagem espectacular. Algumas das conclusões da equipe levantam questões sobre a nossa compreensão da reorganização genômica através da evolução.
O tamanho do genoma grande do polvo se acreditava anteriormente serem o resultado de eventos de duplicação do genoma, que também pode ser visto nos genomas de vertebrados, incluindo humanos. Tais eventos criam material genético adicional para a evolução de trabalhar. O genoma polvo, no entanto, não mostra nenhuma evidência de um acontecimento tão dramático na sua história evolutiva.
Além genes reconhecíveis, vastas áreas do genoma consistem de redes reguladoras que controlam como os genes são expressos em células. No polvo, quase metade do genoma foi encontrado para ser composto por elementos móveis chamados transposons, uma das maiores proporções no reino animal.Transposons replicar e mover-se com uma vida própria, interromper ou aumentar a expressão do gene e facilitar reshufflings de ordem genética. Os pesquisadores descobriram que muitos deles se particularmente activos no sistema nervoso polvo.
Os genes que estão agrupadas nos cromossomas noutros animais foram dispersas no genoma polvo, provavelmente como resultado da actividade de transposão. Os genes Hox "", envolvidas no desenvolvimento embrionário em todos os animais, são um exemplo particularmente dramático. Embora agrupados na maioria dos animais, incluindo outros moluscos, eles estão espalhados em trechos do polvo, presumivelmente, permitindo a evolução do plano corporal cefalópode versátil.
Análise do genoma sequenciado polvo está longe de ser esgotado. O genoma sequenciado também fornece uma referência para os cientistas que estudam cefalópodes para investigar outras espécies destes animais exóticos. pergunta futuro também se refere a genes de cefalópodes e regulamentação relevantes para o desenvolvimento e funcionamento do sistema nervoso. Como alguns desses genes já são activos na fase de embrião, a sua expressão pode ser bioquimicamente interferido. Os pesquisadores podem, em seguida, atente para as divergências no organismo adulto.
"Para fazer tudo isso, é preciso ser capaz de criar animais em laboratório e ter uma melhor idéia do que o seu comportamento normal é, por isso, podemos reconhecer o que mudou quando um gene é excluído ou interrompido. Este é um grande projeto, do tipo que só pode ser feito em um ambiente multidisciplinar como OIST ", disse Daniel Rokhsar, chefe da Unidade de Genética Molecular do OIST.
Os seres humanos inventaram máquinas voadoras imitando pássaros. Podemos olhar para a frente para polvos inspirar robôs que nos dão fácil acesso ao fundo do oceano.
Como seres humanos, nós gostamos de pensar que são únicas em termos evolutivos, mas o polvo pode revelar que este não é o caso. Uma razão o polvo fascina os cientistas é que o seu cérebro tornou-se organizado para ser capaz de realizar tais incríveis, tarefas complexas sem adotar os princípios do cérebro dos vertebrados. Uma análise mais aprofundada dirá se os blocos de construção do seu sistema nervoso são tão radicalmente diferentes das de landlubbers vertebrados como nós, como habilidades do polvo sugerir.
Isto não é tão improvável quanto parece. Mesmo se o polvo evoluiu em um ecossistema completamente diferente, a evolução só pode ter tantas soluções para um determinado problema. Se semelhanças são, de facto, encontrado, isso iria alterar significativamente a nossa perspectiva sobre o surgimento da vida em outras partes do universo.
"O polvo parece tão completamente diferente de todos os outros animais, mesmo os que está relacionados com que o zoólogo britânico Martin Wells famosa chamou aAnimalia-Lifen alienígena. Nesse sentido, você poderia dizer que o nosso trabalho descreve o primeiro genoma sequenciado a partir de um estrangeiro, "disse Clifton Ragsdale, Professor Associado de Neurobiologia e líder da equipe que trabalhou no polvo na Universidade de Chicago.
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O Galaxy diário via Okinawa Instituto de Ciência e Tecnologia (OIST) University Graduate
Créditos de imagem: Terra da Lua ; imagem Polvo com agradecimentos a Alamy
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