Novo istraživanje naučnika sa Univerziteta u Oregonu otkrilo je da hobotnice mogu imati najstarije seksualne hromozome među svim životinjama, starije čak i od onih kod insekata za koje se smatralo da potiču iz perioda od pre 450 miliona godina. Ovo otkriće, objavljeno u časopisu Current Biology, rešava dugogodišnju misteriju o tome kako se određuje pol kod cefalopoda, s obzirom na to da naučnici do sada nisu imali jasne genetske dokaze o postojanju seksualnih hromozoma kod ovih fascinantnih morskih stvorenja.
Do sada su biolozi pol hobotnica određivali isključivo posmatranjem – ženke polažu jaja, dok mužjaci proizvode spermu. Međutim, pretraga genoma hobotnice nije pokazivala jasan znak postojanja seksualnog hromozoma, što je navelo naučnike da razmotre mogućnost da se pol kod cefalopoda određuje spoljnim faktorima, poput temperature okoline, slično kao kod nekih vrsta riba i gmizavaca.
Istraživači su analizirali genome kalifornijske hobotnice sa dve tačke (Octopus bimaculoides), prve vrste cefalopoda čiji je ceo genom sekvenciran. Upoređujući potpuno sekvenciran muški i ženski genom, otkrili su da se ključni seksualni hromozom nalazi na hromozomu broj 17. Dok su mužjaci imali dve kopije ovog hromozoma, ženke su imale samo jednu, što je bio prvi genetski dokaz da hobotnice imaju poseban mehanizam za određivanje pola.
Gabrijel Kofing, doktorant biologije i vodeći autor studije, objasnila je kako su došli do ovog zaključka: „Jedan određeni hromozom imao je upola manju količinu sekvenciranih podataka kod ženki, što je sugerisalo da one imaju samo jednu kopiju. Kada smo dalje istražili, shvatili smo da smo naišli na seksualni hromozom.“
Ljudi koriste XX/XY sistem određivanja pola, gde prisustvo Y hromozoma pokreće razvoj muških karakteristika. Hobotnice, s druge strane, koriste suprotan sistem – mužjaci imaju dve kopije hromozoma Z, dok ženke imaju samo jednu.
Da bi testirali da li je ovaj sistem prisutan i kod drugih cefalopoda, istraživači su analizirali genome više vrsta, uključujući tri vrste hobotnica, tri vrste lignji i školjkaša nautilusa (Nautilus pompilius). Zaključili su da Z hromozom cefalopoda ima izuzetno drevno poreklo i da je nastao pre više od 480 miliona godina – pre nego što su se hobotnice i nautilusi evolutivno razdvojili.
Ovo znači da seksualni hromozomi hobotnica potiču iz perioda kada su prve kopnene biljke tek počele da se razvijaju i kada su okeani bili dominantni ekosistem na Zemlji.
Seksualni hromozomi su se kroz istoriju menjali na različite načine kod različitih životinjskih grupa. Dok neki kičmenjaci, poput riba iz reda jesetrovki, imaju relativno mlade seksualne hromozome stare oko 180 miliona godina, kod hobotnica su oni znatno stariji i konzerviraniji u evoluciji.
Sistem određivanja pola zasnovan na Z i W hromozomima, sličan onom koji su naučnici otkrili kod hobotnica, postoji i kod ptica, rakova i nekih insekata. Međutim, kod mnogih drugih vrsta, poput krokodila, pol se ne određuje genetski, već zavisi od spoljašnjih faktora poput temperature.
Naučnici veruju da hobotnički Z hromozom može predstavljati jedinstven slučaj dugoročne evolucione stabilnosti seksualnih hromozoma. Postoji mogućnost da je tokom vremena izgubio deo svoje funkcije, slično kao što je Y hromozom kod ljudi postao manji i degenerisan.
Studija baca novo svetlo na evoluciju seksualnih hromozoma i pokazuje koliko su cefalopodi biološki jedinstveni. Osim što su poznati po svojoj izuzetnoj inteligenciji i sposobnosti prilagođavanja, hobotnice sada imaju još jednu karakteristiku koja ih izdvaja iz sveta životinja – najstarije poznate seksualne hromozome.
„Cefalopodi su već neverovatno zanimljiva bića, naročito u pogledu neuroznanosti“, kaže Kofing. „Ovo istraživanje samo dodaje još jednu fascinantnu osobinu na njihovu listu – oni imaju zaista drevne seksualne hromozome.“
Buduća istraživanja mogla bi dodatno rasvetliti kako su se ovi hromozomi razvijali kroz vreme i da li imaju posebne funkcije koje još uvek nisu otkrivene.
