La pieuvre est un organisme exceptionnel doté d'un cerveau extrêmement complexe et de capacités cognitives uniques parmi les invertébrés. À tel point qu'à certains égards, il a plus en commun avec les vertébrés qu'avec les invertébrés. La complexité neurale et cognitive de ces animaux pourrait être due à une analogie moléculaire avec le cerveau humain.
La recherche montre que les mêmes gènes sauteurs sont actifs à la fois dans le cerveau humain et dans le cerveau de deux espèces de pieuvres : Octopus vulgaris, la pieuvre commune, et Octopus bimaculoides, la pieuvre de Californie. Cette découverte peut aider à comprendre le secret de l'intelligence de ces organismes étonnants.
Déjà en 2001, le séquençage du génome humain a montré que plus de 45 % de celui-ci est constitué de séquences appelées transposons, les gènes dits sauteurs, qui, en utilisant les mécanismes du copier-coller moléculaire ou du couper-coller, peuvent se déplacer d'un point du génome humain à l'autre, mélangeant ou dupliquant.
Dans la plupart des cas, ces éléments restent silencieux : ils n'ont aucun effet visible et ont perdu la capacité de se déplacer. Certains sont inactifs parce qu'ils ont accumulé des mutations au fil des générations ; d'autres sont intacts mais bloqués par les mécanismes de défense cellulaire.
D'un point de vue évolutif, même de tels fragments et copies brisées de transposons peuvent encore être utiles comme matière première pour l'évolution à sculpter.
Parmi ces éléments, les plus importants sont ceux appartenant à la famille dite LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), retrouvés en centaines d'exemplaires dans le génome humain et encore potentiellement actifs.
Traditionnellement, on pensait que l'activité LINE n'était qu'une relique du passé, un vestige des processus évolutifs dans lesquels ces éléments étaient impliqués, mais ces dernières années, de nouvelles preuves sont apparues indiquant que leur activité est finement régulée dans le cerveau. De nombreux scientifiques pensent que les transposons LINE sont associés à des capacités cognitives telles que l'apprentissage et la mémoire : ils sont particulièrement actifs dans l'hippocampe, la structure la plus importante de notre cerveau pour le contrôle neuronal des processus d'apprentissage.
Le génome de la pieuvre, comme le nôtre, est riche en gènes sauteurs, dont la plupart sont inactifs.
En se concentrant sur les transposons encore capables de copier-coller, les chercheurs ont identifié l'élément de la famille LINE dans des parties du cerveau essentielles à la cognition de ces animaux. La découverte a été rendue possible grâce aux techniques de séquençage de nouvelle génération qui ont été utilisées pour analyser la composition moléculaire des gènes actifs dans le système nerveux du poulpe.
La découverte d'un élément de la famille LINE actif dans le cerveau de deux espèces de poulpes est très importante car elle conforte l'idée que ces éléments ont une fonction spécifique qui va au-delà du copier-coller, expliquent les scientifiques.
"J'ai littéralement sauté sur ma chaise lorsque, sous un microscope, j'ai vu un signal très fort de l'activité de cet élément dans le lobe vertical, une structure cérébrale qui, chez la pieuvre, est le centre de l'apprentissage et des capacités cognitives, tout comme l'hippocampe. chez l'homme », explique l'auteur de l'étude, Giovanna Ponte. .
Selon les scientifiques, "Cette similitude entre les humains et les pieuvres, qui montre l'activité de l'élément LINE dans le domaine des capacités cognitives, peut être expliquée comme un exemple fascinant d'évolution convergente, un phénomène pour lequel, chez deux espèces génétiquement éloignées, le même processus moléculaire se développe indépendamment, en réponse à des besoins similaires.
« Le cerveau de la pieuvre est fonctionnellement similaire dans bon nombre de ses caractéristiques au cerveau des mammifères. C'est aussi pour cette raison que l'élément LINE identifié est un candidat très intéressant à étudier afin d'améliorer notre connaissance de l'évolution de l'intelligence.
L'étude a été publiée dans BMC Biolog.
2022-07-01 20:09:26
Auteur: Vitalii Babkin