Nová analýza genomu obří chobotnice vnesla do její evoluce více otázek než odpovědí

Většina z nás asi považuje chobotnice za zajímavý nápad na večeři anebo netradiční exponát v zoologické zahradě. Bývaly ovšem časy, kdy obrovské chobotnice naháněly hrůzu námořníkům, kteří se těchto nezemských stvoření obávali. Panika je naštěstí pryč – ale minimálně evoluční biology nepřestávají chobotnice fascinovat. Poslední sekvenování jejich genomu přitom tuto fascinaci šroubuje jenom dál.

Víc než genom

S nejnovějším výzkumem přišel tým Caroline Albertin pracující na Kodaňské univerzitě, když dokončil sekvenování celého genomu krakatice obrovské. Není to samozřejmě poprvé, co vědci provedli sekvenování genomu podobných živočichů – jde však o doposud nejšíře pojatou práci u tohoto druhu.

Krakatice obrovská je přitom sama o sobě unikát. Jedná se o největší druh hlavonožce, její délka může podle některých zpráv dosahovat víc jak 18 metrů. V evoluci přitom platí, že na velikosti rozhodně záleží – krakatice disponuje i největším mozkem mezi bezobratlými, je výjimečně mrštná a rovněž se může samozřejmě pochlubit složitým systémem maskování. U všech těchto prvků je otázkou pro evoluční biology, kde leží jejich kořeny.

Tým v první řadě zjistil, že genom krakatice obrovské je sám o sobě také obrovský. Obsahuje zhruba 2,7 miliard párů DNA, což je skoro 90 procent velikosti genomu lidského. V přírodě to však nemusí znamenat vše – například genom obyčejné pšenice je několikanásobně větší. Zajímavější skutečnosti tak vyplynuly ze srovnání přítomných genů s jinými živočichy včetně lidí. Ukázalo se, že významné vývojové geny, které lze najít u téměř všech živočichů, jsou u krakatic přítomné jenom v jedné kopii. To znamená, že krakatice nenarostly do obří velikosti duplikací celého genomu – tedy metodou, kterou do větší velikosti narostli jiní velcí živočichové.

Jinými slovy, největší záhada kolem toho, proč jsou krakatice obrovské tak obrovské, je zatím nezodpovězena a bude vyžadovat další výzkum. Naštěstí však práce zjistila cosi podloženějšího stran mozku krakatic. Ani to však jejich evoluční kontext zcela nevysvětlilo.

Tělo Ramba, hlava Havla

Zdá se totiž, že v genomu krakatice obrovské je přítomno také velké množství genů nazývaných protokadheriny. Ty nejspíše hrají významnou úlohu při zvyšování hustoty nervových spojů v mozku – a tak i ve větší efektivitě mozku jako takového. Neodpovídá to sice na otázku, proč je mozek krakatice tak velký (to se pojí spíše s její celkovou velikostí), ale ukazuje to, že krakatice obrovská je mezi ostatními srovnatelnými živočichy své třídy nejspíše inteligentnější. Zarážející je totiž absence protokadherinů u jiných olihní. Doposud se soudilo, že protokadheriny jsou geny, které vlastní jenom obratlovci – u bezobratlých totiž nebyly příliš k nalezení. Nápadně velká přítomnost protokadherinů u krakatice obrovské je proto nakonec ještě překvapivější. Není totiž jasné, odkud se tyto geny mohly vzít.

V přírodě je samozřejmě možné, aby si organismy předávaly geny i bez vzájemné příbuznosti. Říká se tomu horizontální přenos genů a provádějí jej viry. Jedná se vlastně o jakousi přirozenou verzi genové modifikace. Problém je, že v takovém případě musejí organismy sdílet přinejmenším nějaké viry. Přenos víc jak 100 protokadherinů se ale zdá být něčím víc než jen nahodilostí způsobenou čas od času virem. Jak tedy protokadheriny u krakatic skončily, je zatím rovněž neznámé.

Nakonec poslední zajímavé analyzované zjištění alespoň dílem spadá do konvenčních teorií. Je totiž evidentní, že krakatice obrovská sdílí s jinými hlavonožci geny pro svou aktivní kamufláž. Jistou optikou však i to situaci komplikuje. Kdyby stály krakatice obrovské alespoň geneticky mimo jiné hlavonožce, mohli bychom říci, že se jedná o svébytný druh. Protokadheriny by tak bylo možné do jisté míry snáze vysvětlit. Takto nám však krakatice vychází tak trochu jako evoluční kočkopes.

Takto si obří krakatici představují v Hollywoodu...

Návštěva z hvězd?

Není to poprvé, co jsou chobotnice obecně považovány za evoluční bizarnost. Dva roky nazpět se objevila práce Edwarda Steelea a Chandry Wickramasingheho, která srovnávala sekvenovaný genom jednodušších olihní a složitějších chobotnic. Přišla s šokující hypotézou – genom chobotnic je prý tak komplexní, že by mohlo jít o částečné mimozemšťany!

Nad podobnou možností vědecký svět pozvedl oči v sloup. První z možností byla ještě relativně představitelná. Autoři postulovali možnost, že chobotnicím část jejich exotických genů mohl dodat mimozemský virus. Stalo by se tak opět prostřednictvím horizontálního přenosu genů, který je dobře znám (alespoň tedy z virů a buněk pozemských). Zarážející byla až druhá možnost, podle níž by se atypický genom chobotnic dal vysvětlit i přistáním mimozemských vajíček chobotnic na Zemi...

Nyní, když je známo víc o genomu krakatice, je tato teze ještě méně pravděpodobná. Víme totiž, že krakatice je příbuzná i s jinými podobnými živočichy. Jenom není až tak příbuzná, jak bychom od ní očekávali. Evoluční biologové budou muset bádat dál.

Ačkoliv je teze o mimozemském původu chobotnic samozřejmě značným nesmyslem už jen kvůli tomu, že evoluční předchůdce chobotnic známe i před obdobím, kdy výzkumníci určili „datum přistání“, ukazuje přinejmenším na fascinaci evolučních biologů těmito živočichy. Vzhledem k tomu, že ani nejnovější práce přitom nedává odpovědi na všechna tajemství kolem krakatic, zdá se, že zájem vědců o ně jen tak neopadne!

Text: Ladislav Loukota