科技日报记者 张梦然
奥地利维也纳大学发表在最新一期《自然·通讯》上的研究发现，头足类动物能演化出复杂的神经系统，功臣不只是基因突变，还在于DNA在细胞内的三维折叠方式可能主动影响了演化。数亿年前的大规模基因组重组，让原本相距很远的DNA片段成了“邻居”，逐渐形成一张庞大的调控网络，为复杂神经系统的出现提供了条件。研究团队重建了这类动物基因组的三维组织，并将其与基因活性数据结合进行解释。
在无脊椎动物里，大多数成员神经系统相对简单，头足类却是明显的例外。它们不仅有结构复杂的大脑，还能解决问题、快速伪装，应对外界变化时反应灵活。弄清这种“例外”的大脑如何一步步形成，有助于理解演化过程中全新的复杂特征究竟从何而来。
团队此次结合DNA空间结构信息和基因活性数据，重建了章鱼、鱿鱼和墨鱼基因组的三维组织。他们发现，数亿年前这些动物的基因组经历过剧烈重组，许多原本隔得很远的DNA区域被拉到一起。空间上一靠近，这些区域就开始相互影响，共同决定某些基因何时开启、何时关闭。随着时间推移，这种联系越织越密，团队称之为“调控纠缠”。
可以把它想象成一套不断升级的线路系统：新线路不断接入旧网络，既催生出新的基因表达模式，又保留着维持基本生命活动的功能。这样一来，基因组既不会轻易“乱套”，又能留有演化的余地和弹性。
更关键的是，基因组内部对重组的反应并不一致。团队发现，那些体积较大、起支撑作用的染色质区域在演化中相当稳定；而更细微、更灵活的染色质环则变化频繁。这些灵活的环常出现在与神经系统有关的基因附近，在不同物种、不同组织和发育阶段之间表现出明显差异。这意味着，大规模重组可能重点改造了“可调节”的环节，而不是推倒整体重来。
团队据此提出一个新观点：DNA的三维组织不只是演化的被动结果，它本身就在主动影响演化的方向。在头足类动物中，这种主动塑造或许正是复杂大脑得以出现的关键助力。
总编辑圈点
复杂大脑能被不同生命独立“造”出来，且不完全是基因突变的原因。这说明，所谓智能也不是只有人类这一条路径。这项研究既拓宽人们对生命的理解，也给AI的想象留出了更大空间。章鱼的智能就是分布式的，大量神经元散布在腕足上，很多决策在“手臂”里就完成了。顺着这个逻辑，AI也未必非得照着人脑的样子去搭，那些和人们构造完全不同的智慧形式，值得被重新打量、重新理解。
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