Осьминог — это одно из самых удивительных существ на земном шаре. У него есть большой мозг, имеющий форму пончика, три сердца, щупальца, каждое со своим отдельным мозгом, состоящим из достаточно большого количества нейронов, а кожа осьминога может быстро изменять свой цвет, делая осьминога практически невидимым для хищников. Не удивительно, что осьминоги обладают большим и чрезвычайно сложным набором генетической информации, и недавно группа ученых из Чикагского университета впервые произвела полный анализ, секвенирование генома, что дало ученым некоторые подсказки относительно отличительных особенностей этих существ.
Ученые произвели анализ генома осьминога вида Octopus bimaculoides, который уже давно стал чем-то вроде «морской лабораторной крысы». Первый всплывший удивительный факт заключается в величине генома, который состоит из 2.7 миллиардов пар оснований и более 33 тысяч кодирующих гены белков. Величина генома осьминога немного уступает по величине геному человека, который состоит из 3 миллиардов пар оснований, но выигрывает по количеству ген, которых у человека насчитывается от 20 до 25 тысяч. Но в любом случае геном осьминога в пять-шесть раз превышает по объему геномы других беспозвоночных существ и имеет в два раза больший набор хромосом, 28.
Такие особенности генома позволили ученым сделать выводы о том, что большее количество генной информации позволяет этим существам обладать массой уникальных свойств и возможностей. Но, как показали более тщательные исследования, большая часть прироста количества генной информации была сконцентрирована всего в двух генах, в которых, по сравнению с аналогичными генами других существ появились сотни новых цепочек, повторные последовательности и генные перестановки. Эти гены отвечают за развитие нервной системы и содержат ключи к структуре нервной системы осьминога, которая в корне отличается от нервной системы позвоночных существ.
У позвоночных существ волокна нервных тканей «вложены в чехол» из миелина — жировой ткани, которая позволяет ускорить передачу нервных сигналов. Именно миелин позволяет млекопитающим иметь большие тела с единственным мозговым центром, который связан со всеми остальными частями тела. В нервной системе осьминогов миелин практически отсутствует, нервные сигналы передаются медленней и работа их нервной системы основывается на совершенно иных принципах, полагаясь на децентрализованное управление функциями организма. У каждого из восьми щупалец осьминога есть свой собственный управляющий нервный центр, который позволяет щупальцу действовать самостоятельно. Даже будучи отделенным от тела осьминога, щупальце какое-то время способно вести свою собственную жизнь и адекватно реагировать на внешние раздражители.
Одно из расширенных семейств генов осьминога отвечает за развитие и типы белков нервных тканей, а другое — за развитие нейронных сетей и связей. Ранее считалось, что только у позвоночных животных эти оба семейства генов имеют большую численность, но у осьминога количество генов в этих семействах практически в два раза превышает количество генов у человека.
Пока ученые смогли определить гены, которые отвечают за необычную нервную систему осьминога, но им предстоит еще проделать огромную работу и выяснить, какие участки генома отвечают за все уникальные особенности этого существа. «Секвенирование генома — это хорошая отправная точка для начала дальнейших исследований в области биологии, связанной с развитием живых организмов и определением функций того или иного гена».