Ośmiornice mogą przystosować się do zmian temperatury, modyfikując swój kod genetyczny, aby zmienić białka wytwarzane w ich komórkach nerwowych.

Wcześniejsze badania wykazały, że głowonogi, takie jak kałamarnice i ośmiornice, mają niezrównaną zdolność do edytowania swojego RNA. Te cząsteczki „posłańców” przenoszą kopię instrukcji genetycznych z DNA do części komórki, w których wytwarzane są białka. Nie było jednak jasne, dlaczego zwierzęta to robią ani jakie ma to skutki.

Joshua Rosenthal z Marine Biological Laboratory w Woods Hole w stanie Massachusetts wraz ze współpracownikami przetestował, w jaki sposób kalifornijskie ośmiornice dwukropkowe (bimakuloidy ośmiornicy) reagowały na zmiany temperatury wody w zbiornikach.

Stopniowo podnieśli temperaturę do około 13°C (55°F) dla jednej grupy i 22°C (72°F) dla innej grupy. Ośmiornice w chłodniejszym zbiorniku dokonały ponad 13 000 edycji swojego RNA, co doprowadziło do zmian w powstałych białkach.

„Kuszące jest myślenie, że robią to, aby zaaklimatyzować się w zmienionym środowisku i tutaj pokazujemy, że mogą to zrobić, przynajmniej do jednego warunku środowiskowego, którym jest temperatura” – mówi Rosenthal.

Wiele zwierząt, w tym ludzie, ma enzymy, które mogą zamieniać litery w RNA, aby zmienić te instrukcje. Jednak w przypadku większości zwierząt większość zmian ma miejsce w niekodującym RNA – to znaczy RNA, które nie ulega translacji na białko. Te zmiany mogą nadal przydać się w inny sposób; na przykład mogą wpływać na rozwój lub aktywację komórek naszego układu odpornościowego.

„Interesujące w przypadku głowonogów jest to, że rekodują białka w stopniu znacznie większym niż jakikolwiek inny znany nam gatunek lub inna rodzina zwierząt” – mówi Eli Eisenberg z Uniwersytetu w Tel Awiwie w Izraelu, który również pracował nad badaniem. Mówi, że przyczyna tego nie jest do końca znana.

Dwa z białek, które zostały znacząco zmienione w odpowiedzi na temperaturę, to kinezyna-1 i synaptotagmina, które są kluczowe dla funkcjonowania układu nerwowego.

Kinezyna-1 jest odpowiedzialna za transport ładunku chemicznego przez długie mikrotubule wewnątrz neuronów, które mogą rozciągać się na metr długości. Podczas podróży kinezyny wyglądają, jakby chodziły małymi stopami. Edycja RNA zmieniła część „stopy” kinezyny, gdzie łączy się ona z mikrotubulami, powodując wolniejszą podróż w niższych temperaturach.

Synaptotagmina znajduje się w połączeniach między neuronami zwanymi synapsami, gdzie wykrywa poziom wapnia i wyzwala uwalnianie wiadomości chemicznych z jednej komórki do drugiej. Edycja RNA spowodowała, że ​​białka synaptotagminy miały mniejsze powinowactwo do wapnia w niższych temperaturach.

Eisenberg mówi, że jest za wcześnie, aby wiedzieć, w jaki sposób te zmiany mogą sprawić, że ośmiornice lepiej przystosują się do zimna. „Tysiące białek różnią się na zimno i ciepło, więc zrozumienie, w jaki sposób wszystkie działają razem, aby zapewnić ośmiornicom odporność na zmiany temperatury, jest bardzo skomplikowane”.

Jednak naukowcy uważają, że skala czasowa, w której zachodzą zmiany, sugeruje, że te modyfikacje lepiej pasują do sezonowych różnic temperatur, a nie nagłych zmian, takich jak te spowodowane prądami wodnymi.

Jin Billy Li z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii mówi, że dokładne przyczyny tych zmian pozostają tajemnicą. „Myślę, że można uczciwie powiedzieć, że nie znamy mechanizmu powstawania zmian zależnych od temperatury”.