章鱼的高智商来自哪里

钟和

章鱼是一种独特的生物，具有极其复杂的大脑和无脊椎动物中独一份的认知能力。在某种程度上，这种动物与脊椎动物有更多的共同点。当然，章鱼智力的进化原因和决定这种原因的分子机制仍在研究中。

发表在《生物医学中心·生物学》杂志上的一项新研究表明，章鱼的神经和认知复杂性可能源于与人类大脑的分子相似性。这项研究成果由意大利高级国际研究生院、安东·多恩动物学研究所和意大利技术研究院合作得出。

拥有“跳跃基因”

2001年，人类基因组测序发现，超过45%的基因组由名为转座子的序列组成。这些被称为“跳跃基因”的DNA序列能够从基因组的一个位点移动到另一个位点：通过“复制和粘贴”或“剪切和粘贴”的分子机制，能够实现复制或混合。

大多数情况下，这些移动元素是不活跃的。有时候，这是因为世代积累的突变已消除了它们的移动能力，还有些时候是因为细胞会应用保护机制阻止它们并禁用其移动能力。

这项研究表明，相同的跳跃基因同时活跃于人类大脑和两种章鱼的大脑中：它们是普通章鱼和加州双斑蛸。据专家介绍，这一发现或将有助于了解章鱼这种迷人生物的智力奥秘。

高级国际研究生院计算基因组学实验室主任雷莫·桑杰斯告诉西班牙信息与科技新闻社：“人们此前已了解到，章鱼基因组富含转座子，但从未在这种动物中发现潜在的活性元素。”

具备認知能力

在现有的不同类型的转座子中，人类基因组中表现最多的是属于“LINE”家族的转座子，即长散在重复序列。

传统上，人们认为LINE的活动只是过去的残迹，是涉及这些移动元素的进化过程的遗产。但近年来出现的新证据表明，在人脑中，LINE的活动受到了精细调节。

事实上，它们在海马体中特别活跃，海马体是人类大脑中对学习过程进行神经控制的重要构造。这一证据使许多科学家认为它们与记忆力等认知能力有关。

研究人员着眼于那些仍然具有复制和粘贴能力的转座子，并且已经在章鱼大脑的某些部位确定了LINE家族的元素，这些部位对于章鱼的认知能力而言非常关键。

成果意义重大

通过新一代测序技术的应用，人们得以分析章鱼神经系统中活性转座子的分子组成。

“在所研究的两种章鱼的大脑中发现了活跃的LINE家族元素，这非常有意义，并且支持了认为这些元素具有不止于复制和粘贴的特定功能的观点。”桑杰斯说。

“垂直叶是作为章鱼学习和认知能力所在地的大脑构造，就像人类的海马体。”安东·多恩动物学研究所的焦万娜·蓬特解释说，“当我在显微镜下看到这个区域的LINE元素发出非常强烈的活动信号时，我真的跳到椅子上了。”

“章鱼和人类是仅有的两种能在控制认知能力的‘脑叶中观察到LINE元素表达的生物。”桑杰斯说。

根据意大利技术研究院的斯特凡诺·古斯廷奇克和安东·多恩动物学研究所的朱塞佩·彼得罗西诺的说法，“人类和章鱼之间的这种相似性或可解释为趋同进化的绝佳案例，这种现象是指在遗传上相距甚远的两个物种中，独立地发展出相同的分子进化过程，以应对相似的需求”。

（李恒克摘自2022年7月27日《参考消息》，西米绘图）