Ahtapotlar'ın evrimleri nasıl gerçekleşti? Şekilleri itibari ile ilk neye benziyorlardı?

Ahtapot (Octopus vulgaris), Mollusca (yumuşakçalar) şubesinin Cephalopoda (kafadanbacaklılar) sınıfında yer alır. Ahtapotlar, kalamarlar ve diğer kafadanbacaklılar şekilsel olarak zaten yeterince tuhaf oldukları gibi, gezegendeki neredeyse tüm diğer çok hücreli organizmalara yabancı olan bir evrimleşme yolu bulmuş gibi görünüyor.

Çoğu hayvan için, organizmaya yararlı olabilecek değişiklikler öncelikle moleküler süreçlerle başlar. DNA'da mutasyonlar meydana gelir ve bunlar daha sonra RNA'ya kopyalanır; RNA daha sonra değiştirilmiş bir proteine çevrilir.

Kafadanbacaklılar için durum böyle değil; en azından tamamen değil. Cell dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, akvaryumdaki bu tuhaflıkların, DNA planının temel dizisini değiştirmek zorunda kalmadan vücutlarında bulunan proteinleri değiştirebildiğini bildiriyor. Sonuç olarak, kafadanbacaklılar varoluşları boyunca çok yavaş değişmiş gibi görünüyor. Bulgular ayrıca ahtapotların ve dokunaçlı kuzenlerinin önceden düşünülenden çok daha yaşlı olabileceğini de öne sürüyor.

Enzimlerin bir RNA bazını bir başkasıyla değiştirmesini içeren “RNA düzenleme” adı verilen ve muhtemelen organizmanın çevresine uyum sağlamasının yararına olan bir süreç bulunuyor. Çoğu hayvanda RNA düzenlemesi nadiren kullanılır. Örneğin insanlarda bulunan 20.000 kadar gen arasında yalnızca birkaç düzine bölgenin RNA'larını değiştirip artık orijinal DNA şablonuyla eşleşmediği düşünülüyor.

Ancak yapılan önceki bir çalışma, RNA düzenlemenin ahtapotlar ve kalamarlar tarafından okyanus suyu sıcaklığındaki değişikliklere yanıt vermek için oldukça sık kullanıldığını ileri sürdü. Yeni çalışma, RNA düzenlemenin gerçekte ne kadar yaygın olduğunu belirlemek için birden fazla kafadanbacaklı türünün DNA dizilerine, RNA dizilerine ve proteomlarına (bir hücre veya dokuda kodlanan tüm proteinler anlamına gelir) baktı.

Kalamarın yaklaşık 20.000 geni vardır; bunlardan 11.000'i bazı durumlarda düzenlemeye tabi tutulan RNA'yı kodlar. İki ahtapot türü ve sıradan mürekkep balığında da benzer düzeyde bir düzenleme bulundu. Daha ilkel bir kafadanbacaklı olan nautilus'ta ve kafadanbacaklı olmayan bir kontrol grubu olan deniz tavşanı adı verilen yumuşakçada çok daha düşük düzeyde RNA düzenlemesi görüldü. RNA düzenlemesi, nöronlar arasındaki elektriksel iletişimi kolaylaştıran iyon kanallarını kodlayan genler de dahil olmak üzere, kafadan bacaklı sinir sisteminde özellikle yüksekti.

Dahası, bu kadar kapsamlı RNA düzenlemesi, kafadan bacaklıların DNA'sında bulundukları çağlar boyunca meydana gelen değişiklikleri en aza indirmeye yardımcı olmuş gibi görünüyor. Genomları, değişken bir dünyaya uyum sağlamalarına yardımcı olan milyonlarca yıllık mutasyonlarla dolu çoğu hayvan türünün aksine, kafadanbacaklıların adaptasyonu daha çok RNA düzenlemesinin bir sonucu gibi görünüyor.

RNA düzenlemeyi büyük ölçüde kullanmak, kafadanbacaklı DNA'sının bin yıl boyunca oldukça istikrarlı kalması ihtiyacını pratikte garanti ederdi. RNA'yı düzenlemek için kullanılan proteinlerin sonuçta çeşitli RNA komplekslerini tanıması gerekir. Bu nedenle, bu belirli proteinleri üreten RNA'yı kodlayan DNA'nın tutarlı kalması gerekir. Başka bir deyişle, hayatta kalmak için RNA düzenlemesine bağımlı olan bir hayvanda, bu sürece müdahale eden herhangi bir mutasyon muhtemelen bir sonraki nesle hayatta kalamayacaktı. Bir kalamar ve ahtapot bir bazı düzenlemek istiyorsa, altta yatan RNA yapısını korumalıdır. Bu, RNA yapısının evrimleşemeyeceği anlamına geliyor. Eğer DNA mutasyonları sonucu oluşan mutasyonları toplarsa, artık düzenleyici enzimler tarafından tanınmayacaktır. Normalde mutasyonları evrimin para birimi olarak düşünürüz. Ancak bu durumda birikimleri baskılanıyor.

2015 yılında ilk kafadanbacaklı genomu, yani ahtapot genomu yayınlandı. Alışılmadık derecede yüksek derecede RNA düzenlemesi fark edildi. Normal eski genom evrimini kullanmak yerine, RNA düzenlemesi, özellikle sinir sistemlerinde moleküler çeşitlilik üretmenin bir yolu olabilir. Bunun kafadanbacaklıların evrimi için alternatif bir motor olduğunu hayal edebilirsiniz.^[1]