Yer değiştiren genetik elemanlar ve ahtapotun bilişsel yeteneklerinin evrimi

Ahtapot, kökenini antik Yunancada ὀκτώπους (oktṓpous)’tan almaktadır ve sekiz ayaklı anlamına gelmektedir. Kafadan bacaklıların (sefalopodlar) bir üyesi olan sekiz kollu bu canlılar, mitolojide ve edebiyatta yüzlerce yıl boyunca hiç de hak etmedikleri bir biçimde canavarlaştırılmışlardır.

MS 1. yüzyılda Naturalis Historia’nın (Doğa Tarihi) yazarı ünlü Doğa Bilimci, Felsefeci ve Komutan Yaşlı Plinius (Gaius Plinius Secundus) ahtapotu mürekkep balıklarıyla birlikte bir polip olarak sınıflar ve bir canavar olarak tasvir eder: “Suda bir insanın ölümüne neden olmakta daha vahşi hiçbir hayvan yoktur; çünkü onun etrafında kıvrılarak mücadele eder, vantuzlarıyla yutar ve çoklu emiş gücüyle onu paramparça eder”. Hatta 1809 yılında George Shaw Kraliyet Enstitüsüne bir sunum yapar ve ahtapotu şöyle tasvir eder: “… Çok ürkütücü bir hayvan ve büyük bir önlem almadan ona saldırmayı tehlikeli kılacak derecede bir güce sahip. Kendini öyle bir gaddarlıkla ve şiddetle savunur ki, en güçlü Mastif* bile uzun ve şüpheli bir mücadele olmadan onu alt edemez. Hatta yüzen bir kişiye saldırdığı ve kendisini tehlikeli bir güçle bu kişinin vücuduna ve uzuvlarına sardığı da biliniyor.”   

İşte tarihler boyunca yapılan tüm bu canavar tasvirleri elbette ahtapot türlerinin mevcut biyolojik yapılarının gerçekliğine dayansa da abartılı bir aktarım/anlatım olarak ele alınmalıdır. Gerçekten bu canlılar, omurgasız türleri arasında evrimsel tarihleriyle paralel gelişmiş büyük sinir sistemleri ve eşsiz evrimlerinin sonucu olarak ortaya çıkan karmaşık bilişsel yetenekleriyle göz alıcıdırlar. Tipik bir  kafadan bacaklı merkezi sinir sisteminde yaklaşık 80 milyon sinir hücresine, çevresel sinir sisteminde ise yaklaşık 300 milyon sinir hücresine sahiptir. Bu sinir sisteminin omurgalılardan farkı büyük bir beyin ve onun etrafında görece daha basit bir çevresel sistemin oluşmasından ziyade, her bir dokunaç için omurgalılardaki omurilik eş değeri olan “uydu beyinlerin” bulunmasıdır. Evrimlerinin çok kısa bir özetle, dış koruyucu kabuğun kaybıàçeşitli ekolojik nişlere yerleşmeàkarmaşık yiyecek arama/koruma davranışlarının gelişimiàkarmaşık bilişsel yeteneklerin evrimi sırasını takip ettiği düşünülmektedir. Örneğin, ahtapotların güçlü kamuflaj ve şekil değiştirme yetisine sahip oldukları bilinmektedir. Laboratuvar çalışmalarında ahtapotların labirentlerde yönlerini/yollarını bulabildikleri gözlenmiştir. Bu canlıların aynı zamanda nesne kalıcılığı şeklinde algıya dayalı biliş sergiledikleri gösterilmiştir. Bu da kamuflaj durumunda dahi, nesneler görüş alanı dışında olsa bile bu nesnelerin takip edilebilmelerine olanak sağlayarak avcılıkta önemli bir avantaj sağlamaktadır. Nesne kalıcılığı bu tür canlılarda zihinsel atıf yeteneğinin olduğunun önemli bir göstergesi olarak kabul edilmektedir.

Geçtiğimiz hafta BMC Biology dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma ile Octopus bimaculoides türü ahtapotun genom dizisinin yeni nesil dizileme teknikleri ile dizilendiği ve karşılaştırmalı analizlerle hem bu türde, hem de Octopus vulgaris türünde hareketli genetik elemanlardan yer değiştiren genetik elemanların (transposable elements, TE) bu türlerde çarpıcı bir biçimde arttığı gösterildi**. Bu tür TE’ler, bulundukları yerdeki DNA parçalarını yanlarına alarak, genomun bir başka bölgesine taşıma kapasitesine sahiptirler. Böylece, TE’ler DNA parçalarını farklı bölgelere taşıyarak bir tür genomsal yenilik, üreme ve vücut hücrelerinde heterojenlik yaratarak; uzun kodlamayan RNA’ların üretimine yol açarak evrimin yakıtı olabilecek DNA değişikliklerini sağlamak suretiyle genom evrimlerine katkıda bulunmaktadır.

Araştırmacılar bu yer değiştiren genetik elemanların ahtapotlardaki artışının, insan evrimine benzer şekilde karmaşık bilişsel yeteneklerin gelişmesi ile paralel olduğunu düşünüyor. Ancak hiç kuşkusuz yer değiştiren genetik elemanlar ile karmaşık bilişsel yeteneklerin ortaya çıkışı arasındaki nedensellik ilişkisinin gösterilebilmesi için bu alanda daha fazla işlevsel çalışmaya ihtiyaç bulunmakta.

(*) büyük gövdeli bir köpek soyu

(**) Petrosino, G., Ponte, G., Volpe, M. et al. Identification of LINE retrotransposons and long non-coding RNAs expressed in the octopus brain. BMC Biol 20, 116 (2022).