O cérebro elaborado dos polvos poderia estar relacionado à maneira como seu DNA se dobra e aproxima regiões normalmente muito distantes.
Os polvos, as sépias e as lulas são moluscos, assim como os caracóis. No entanto, possuem um sistema nervoso muito desenvolvido e podem realizar comportamentos surpreendentes. Para compreender essa evolução, os pesquisadores já não se limitam a investigar quais genes esses animais possuem. Eles também estudam a maneira como esses genes são utilizados.
O lixo de um homem
Katieleeosborne · CC BY-SA 4.0 · Wikimedia
O DNA costuma se parecer com uma longa escada enrolada, mas essa representação mostra apenas uma pequena parte de sua organização. Nas células, essa molécula se dobra ainda mais sobre si mesma para caber no núcleo. Duas porções distantes ao longo da cadeia podem, assim, ficar lado a lado no espaço.
Essa aproximação tem consequências. Algumas porções do DNA não produzem proteínas, mas participam do controle de outros genes. Quando uma dobra as coloca em contato com as regiões adequadas, elas podem modificar a atividade desses genes, especialmente durante o desenvolvimento de um órgão.
Uma equipe comparou essa organização em três cefalópodes: um polvo, uma sépia e uma pequena lula. Ela mapeou os contatos entre diferentes regiões de seu DNA e, em seguida, examinou quais genes estavam ativos em vários tecidos e em diferentes estágios do desenvolvimento.
Os pesquisadores constataram que muitas grandes zonas do genoma mantêm uma organização comum. Em contrapartida, centenas de alças menores diferem conforme as espécies, os tecidos ou as etapas de crescimento. Essas alças correspondem a contatos entre regiões às vezes muito distantes na cadeia de DNA.
Essas diferenças poderiam resultar de antigas mudanças nos cromossomos. Ao longo da evolução dos cefalópodes, grandes segmentos de DNA mudaram de lugar ou foram reorganizados. Novas porções puderam, assim, entrar em contato e participar do controle de genes que antes não eram regulados dessa maneira.
A equipe também testou diretamente o papel de uma região reguladora por meio de uma modificação genética. Sua eliminação perturbou processos relacionados ao desenvolvimento nervoso. Esse experimento mostra que pelo menos alguns desses contatos entre regiões do DNA desempenham um papel biológico real, além de serem apenas uma peculiaridade de forma.
Uma pista para a origem da inteligência dos polvos? Seu comportamento depende de muitos fatores e de uma longa história evolutiva. Os próximos estudos deverão determinar quais alças de DNA intervêm precisamente na formação de seus diferentes circuitos nervosos e como atuam sobre os genes durante o desenvolvimento.