A nyolc, fogásra alkalmas, szívókorongokkal ellátott karral, kameraszerű szemekkel, hihetetlen álcázási képességgel és intelligenciával rendelkező polipokhoz hasonló élőlény nem létezik a Földön. A különleges állatoknak ráadásul a legutóbbi vizsgálatokszerint szokatlanul nagyméretű génállományuk is van, amely segíthet megmagyarázni, hogyan alakulhatott ki egy egyszerű puhatestűből egy ilyen egzotikus lény.

Olyan mintha egy földönkívüli faj genomját látnánk, viccelődik Clifton Ragsdale neurobiológus, a Chicagói Egyetem kutatója, aki a kétpettyes polip (Octopus bimaculoides) genomjának szekvenálását végző tudóscsoportot vezette. A kutatásban a Kaliforniai és a Heidelbergi Egyetem, illetve az Okinavai Műszaki Intézet munkatársai is részt vettek, és az említett faj genomjának leírásán a gének kifejeződését is megvizsgálták kívül 12 különböző szövetben.

A polipok genetikai állománya azért nagyon érdekes, mert sokat elárulhat arról, hogyan válhatott egy vízben lebegő puhatestű azzá az intelligens és nagyon komplex élőlénnyé, amely képes bonyolult labirintusokban tájékozódni, vagy egy finom falatokat tartalmazó üveget kibontani. Ilyen körülmények közt nem meglepő, hogy a polip genomja majdnem akkora, mint az emberé, és jóval több génből, összesen 33 ezer fehérjekódoló szakaszból áll össze, mint a Homo sapiens 25 ezer génje.

A gigantikus génállomány jelentős része egyetlen specifikus géncsalád bővülésének az eredménye, mondja Ragsdale. A neuronok fejlődését és rövidtávú kommunikációját szabályozó protocadherin-génekről van szó. A vizsgált polipfaj 168 ilyen fehérjekódoló DNS-szakasszal rendelkezik, ami több mint duplája az emlősökben megtalálható hasonló gének számának. Ez megmagyarázhatja a polip hatalmas agyának és idegrendszerének különlegességeit is.

A polip testében félmilliárd neuron található – hatszor annyi, mint egy egérben −, és ezek kétharmada az állat fején túlnyúlva a karokban kap helyet. Az állat nem rendelkezik a gerincesek gerincvelőjében található hosszú idegrostokkal, hanem karjainak irányítását független alrendszerek, apró agyak révén oldja meg. Ennek eredményeként a karok a testről való leválasztás után is mozgásképesek maradnak, felépítésük és működésük pedig éppen ezért nagy érdeklődésre tart számot a hajlékony robotok fejlesztői közt.

Az egyedfejlődésben fontos szerepet játszó cink-ujj transzkripciós faktorok génjeiből szintén nagyon sok van jelen a polip genomjában. Ezekből összesen 1800 van az állatokban, így ez minden idők második legnagyobb géncsaládjának számít az állatvilágban megfigyeltek közül, az elefánt 2000 darabos szaglóreceptor-génkészlete után.

Az elemzés során több száz olyan gén jelenlétére is fény derült a genomban, amelyek specifikusan a polipra jellemzők, és annak bizonyos speciális szöveteiben fejeződik ki. A szívókorongokban például egy olyan receptor génje mutat magas aktivitást, amely nagyon hasonlít az acetil-kolin nevű neurotranszmitter receptorára. A jelek szerint ezen gének segítségével az állat kiválóan képes ízlelni karjaival.

A kutatók hat olyan gént azonosítottak, amelyek a reflektin nevű fehérjéket kódolják. Ezek a polipok bőrében fejeződnek ki leginkább, és megváltoztatják annak fényvisszaverő képességét. A polip emellett sok más módon is képes álcázni magát, többek közt bőre textúráját, mintázatát vagy árnyalatát is meg tudja változtatni, ha arra van szükség.

Végül következzen az elemzés azon felfedezése, amely a polipok intelligenciájával hozható kapcsoltba. Az állat genomjában jelen van egy olyan rendszer, amely révén a szövetek gyorsan képesek megváltoztatni fehérjéik funkcióját. Ez megmagyarázhatja, miért tesznek bizonyságot a polipok bizonyos helyzetekben kivételesen magas szintű tanulási képességekről és emlékezetről: ilyenkor valószínűleg saját idegrendszerüket is átalakítják egy kicsit a feladat megoldása érdekében.