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29 Giugno 2022
11:31

Ora sappiamo perché i polpi sono così intelligenti

Le capacità cognitive di questi animali potrebbero derivare da un’analogia molecolare con il cervello umano.
A cura di Valeria Aiello
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Il polpo è un organismo eccezionale, con un cervello estremamente complesso e capacità cognitive uniche tra gli invertebrati. Tanto che, per certi versi, ha più in comune con i vertebrati che con gli invertebrati. La complessità neurale e cognitiva di questi animali potrebbe derivare da un’analogia molecolare con il cervello umano, come scoperto da un team internazionale di ricerca, coordinato da Remo Sanges della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste e da Graziano Fiorito della Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli. In particolare, gli studiosi hanno mostrato come alcuni specifici geni, chiamati trasposoni, siano attivi sia nel cervello umano sia in quello di due specie di polpo, l’Octopus vulgaris , il polpo comune, e l’Octopus bimaculoides, il polpo californiano. Questi geni, che rappresentano il 45% del nostro materiale genetico, sono capaci di “saltare” da una punto all’altro del genoma attraverso meccanismi molecolari di copia e incolla o di taglia e incolla, mescolandosi o duplicandosi.

Nella maggior parte dei casi, questi elementi mobili sono inattivi, ma alcuni sono ancora potenzialmente attivi, come quelli appartenenti alla famiglia dei cosiddetti LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), presenti in un centinaio di copie nel genoma umano, la cui attività si è scoperto essere finemente regolata nel cervello, probabilmente associata ad abilità cognitive come l’apprendimento e la memoria: questi elementi sono particolarmente attivi nell’ippocampo, la struttura più importante del nostro cervello per il controllo neurale dei processi di apprendimento.

Come il nostro genoma, anche quello del polpo è ricco di questi geni mobili, la maggior parte dei quali inattivi, ma concentrandosi sui trasposoni ancora in grado di fare copia e incolla, i ricercatori hanno identificato un elemento della famiglia LINE in parti del cervello cruciali per le capacità cognitive di questi animali. La scoperta è stata possibile grazie a tecniche di sequenziamento di nuova generazione, che sono state utilizzate per analizzare la composizione molecolare dei geni attivi nel sistema nervoso del polpo. “La scoperta di un elemento della famiglia LINE, attivo nel cervello delle due specie di polpi, è molto significativa perché aggiunge supporto all’idea che questi elementi abbiano una funzione specifica che va oltre il copia e incolla – ha spiegato Remo Sanges, direttore del laboratorio di Genomica Computazionale della SISSA, che ha iniziato a lavorare a questo progetto quando era ricercatore presso la Stazione Zoologica Anton Dohrn di Napoli.

Lo studio, pubblicato su BMC Biology, è stato condotto da un team internazionale con più di venti ricercatori provenienti da tutto il mondo.

Sono letteralmente saltato sulla sedia quando, al microscopio, ho visto un segnale fortissimo di attività di questo elemento nel lobo verticale, la struttura del cervello che nel polpo è sede dell’apprendimento e delle capacità cognitive, proprio come l’ippocampo nell’uomo” ha ricordato Giovanna Ponte della Stazione Zoologica Anton Dohrn. Secondo Giuseppe Petrosino della Stazione Zoologica Anton Dohrn e Stefano Gustincich dell’Istituto Italiano di Tecnologia, questa analogia tra uomo e polpo circa l’attività di un elemento LINE nella sede delle capacità cognitive potrebbe essere spiegata come “un affascinante esempio di evoluzione convergente, un fenomeno per il quale, in due specie geneticamente distanti, lo stesso processo molecolare si sviluppa indipendentemente, in risposta a bisogni simili”.

Il cervello del polpo è funzionalmente analogo in molte delle sue caratteristiche a quello dei mammiferi – ha affermato Graziano Fiorito, direttore del Dipartimento di Biologia ed Evoluzione degli Organismi Marini della Stazione Zoologica Anton Dohrn – . Anche per questo motivo l’elemento LINE individuato rappresenta un candidato molto interessante da studiare per migliorare le nostre conoscenze sull’evoluzione dell’intelligenza”.

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