Осьминоги открывают банки, убегают из аквариумов, различают людей и решают головоломки. Их ближайшие родственники — улитки и двустворчатые моллюски, которые ничем подобным не славятся. Откуда у осьминогов, кальмаров и каракатиц такой сложный мозг? 9 октября 2026 года в журнале Nature Communications вышла работа учёных из Венского университета, которые нашли возможную подсказку не в самих генах, а в том, как ДНК сложена внутри клетки.
ДНК — не прямая нитка
Если вытянуть ДНК из одной клетки человека в линию, получится около двух метров. Чтобы уместиться в крошечном ядре, она плотно сворачивается в петли и клубки. И это не беспорядочный комок. Укладка очень важна: участки, которые на нитке ДНК далеко друг от друга, в клубке могут оказаться рядом. Так «переключатель» гена может дотянуться до гена, от которого он отделён сотнями тысяч «букв».
Именно эти переключатели решают, в какой клетке и когда ген будет работать. Новые сочетания переключателей и генов — один из способов, которыми эволюция создаёт новые органы и новые свойства, не изобретая новые гены.
Перетасованный геном
О головоногих моллюсках уже было известно кое-что необычное. В 2015 году расшифровали геном осьминога и обнаружили, что он огромен, а некоторые семейства генов, связанных с нервной системой, сильно разрослись. Позже выяснилось, что хромосомы головоногих в далёком прошлом пережили масштабную перестройку: куски генома, которые у других животных миллионы лет держатся вместе, у них перемешаны.
Новая работа под руководством Теи Роджерс, Олега Симакова и Кэролайн Альбертин ответила на следующий вопрос: что эта перетасовка сделала с укладкой ДНК? Учёные построили трёхмерные карты генома у трёх видов: гавайского кальмара-бобтейла, обыкновенной каракатицы и калифорнийского двупятнистого осьминога. Затем сравнили, какие участки соприкасаются друг с другом, и сопоставили это с тем, какие гены где работают.
Что нашли
Крупные «районы» генома у трёх видов оказались похожи. А вот мелкие петли сильно различались: петель с генами, общих для всех трёх видов, нашлось всего три. Это значит, что тонкая укладка ДНК у головоногих быстро меняется в эволюции.
При этом 1592 пары генов во всех трёх видах держатся рядом друг с другом. И такие пары, как правило, включаются и выключаются вместе. Похоже, что древняя перетасовка сблизила далёкие участки ДНК, и это создало новые связи между генами и их переключателями. Часть этих связей касается генов нервной системы.
Чтобы проверить, что далёкий переключатель действительно работает, учёные удалили один участок ДНК у эмбрионов кальмара — в опыте было 25 эмбрионов. Результат подтвердил, что регуляция генов на большом расстоянии у головоногих действительно существует.
Ум объяснён? Пока нет
Авторы и журналисты, которые писали о работе, подчёркивают: исследование не доказывает, что именно эта укладка ДНК сделала осьминогов умными. Оно показывает механизм, который мог помочь. Связь новых петель с развитием мозга пока остаётся гипотезой. Кроме того, изучены всего три вида, а большинство карт получено на эмбрионах, а не на взрослых животных.
Но идея красивая. Чтобы получить сложный мозг, эволюции не обязательно изобретать много новых генов. Иногда достаточно сложить старые по-новому, чтобы они начали работать в новых сочетаниях. Возможно, именно так головоногие ушли так далеко от своих медлительных родственников.
Источники
Наука ближе, когда обсуждаем вместе.
Новые материалы, вопросы и подборки — в нашем Telegram.
