Il segreto dell’intelligenza di polpi e seppie è nel DNA “ripiegato”
Come hanno fatto polpi, seppie e calamari a diventare gli invertebrati più intelligenti del pianeta? Una parte della risposta potrebbe essere scritta non nei geni, ma nel modo in cui il loro DNA è ripiegato dentro le cellule. Uno studio dell’Università di Vienna pubblicato su Nature Communications, che include anche la nostra seppia comune, mostra che un antico rimescolamento del genoma ha creato nuove “connessioni” proprio vicino ai geni del sistema nervoso.
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Il genoma non è un filo, è un gomitolo
Siamo abituati a pensare al DNA come a una lunga sequenza di lettere. In realtà, dentro il nucleo, il DNA è ripiegato in una struttura tridimensionale: regioni lontanissime sul filo possono trovarsi a contatto fisico, e quei contatti decidono quali geni si accendono, in quale tessuto e in quale momento. «Il genoma non è solo una sequenza di geni, è ripiegato in una struttura tridimensionale complessa», spiega la prima autrice, Thea Rogers.
I ricercatori hanno distinto due livelli di questa architettura:
- i grandi domini della cromatina, blocchi ampi che restano stabili nel corso dell’evoluzione;
- le anse (loop), ripiegamenti più piccoli che avvicinano un gene a una regione regolatrice anche distante milioni di basi.
Tre cefalopodi a confronto, tra cui la seppia comune
Il gruppo, coordinato da Oleg Simakov, ha confrontato la struttura 3D del genoma di tre specie: il calamaro hawaiano Euprymna scolopes, la seppia comune Sepia officinalis, la stessa che troviamo nei nostri mari, e il polpo californiano Octopus bimaculoides. Come riferimenti esterni hanno usato la capasanta Pecten maximus e il nautilo, il cefalopode con la conchiglia che non ha sviluppato un cervello paragonabile.
| Specie | Genoma | Anse associate a geni | Dimensione mediana delle anse |
|---|---|---|---|
| Calamaro hawaiano (E. scolopes) | oltre 5 miliardi di basi | 156 | 1,6 milioni di basi |
| Seppia comune (S. officinalis) | oltre 5 miliardi di basi | 402 | 1,3 milioni di basi |
| Polpo californiano (O. bimaculoides) | circa 2,7 miliardi di basi | 388 | 2,9 milioni di basi |
Cosa hanno scoperto
- Un rimescolamento antico. L’antenato comune di polpi, seppie e calamari, dopo la separazione dal ramo del nautilo, ha subito un esteso rimescolamento dei cromosomi. Regioni prima separate sono finite vicine, creando nuove possibilità di regolazione. Gli autori chiamano questo processo “intreccio regolatorio” (regulatory entanglement).
- Domini stabili, anse variabili. I grandi domini sono rimasti simili nelle tre specie, mentre le anse cambiano molto tra specie, tessuti e stadi di sviluppo. Solo tre anse associate a geni sono comuni a tutte e tre le specie.
- Il polpo fa storia a sé. Pur avendo il genoma più piccolo, il polpo ha le anse più lunghe e 3.634 coppie di geni che interagiscono solo in lui, effetto di ulteriori fusioni di cromosomi nella sua linea.
- Il legame con il cervello. I geni legati alle anse conservate sono molto attivi nei tessuti nervosi e nel “corpo bianco”, l’organo coinvolto nella produzione delle cellule del sangue e nell’immunità.
La prova sperimentale
Per verificare che queste connessioni contino davvero, i ricercatori hanno eliminato con CRISPR circa mille basi di DNA all’interno del gene Quaking B in un altro calamaro, Euprymna berryi. Tutti i 25 embrioni modificati hanno mostrato ritardi nello sviluppo, e cinque avevano i lobi ottici, la parte del cervello che elabora la vista, chiaramente ridotti. I geni più colpiti si trovavano a milioni di basi di distanza: segno che quel tratto di DNA agisce “a distanza”, proprio attraverso il ripiegamento.
Cosa significa per l’intelligenza dei cefalopodi
Il cervello di un polpo ha circa 500 milioni di neuroni, due terzi dei quali distribuiti nelle braccia. È il risultato di un’evoluzione indipendente dalla nostra: l’ultimo antenato comune tra noi e un polpo era un piccolo animale vermiforme, senza nulla di simile a un cervello. Da qui nasce la domanda che attraversa tanti nostri articoli, dalla personalità del polpo al gioco nei polpi, fino al mimetismo di seppie e polpi: come si costruisce un cervello complesso partendo da zero?
Questo studio suggerisce una risposta parziale: non servono necessariamente geni nuovi. Basta riorganizzare il modo in cui i geni esistenti vengono regolati. Gli autori però sono prudenti: lo studio non dimostra che il rimescolamento del genoma abbia causato l’intelligenza dei cefalopodi. Propone un meccanismo plausibile, ricostruito confrontando specie che vivono oggi.
Per conoscere meglio le specie dei nostri mari puoi leggere la guida alle specie più comuni di cefalopodi nel Mediterraneo.
Domande frequenti
Perché polpi e seppie sono così intelligenti?
Non c’è una sola causa. Contano il cervello grande, il sistema nervoso distribuito nelle braccia, la vita da predatori in ambienti complessi. Questo studio aggiunge un tassello genetico: un antico rimescolamento del genoma che ha creato nuove connessioni di regolazione vicino ai geni del sistema nervoso.
La seppia del Mediterraneo era nello studio?
Sì. Sepia officinalis, la seppia comune, è una delle tre specie analizzate insieme al calamaro hawaiano e al polpo californiano.
Cos’è un’ansa della cromatina?
È un ripiegamento del DNA che porta a contatto un gene con una regione regolatrice lontana, permettendole di accenderlo o spegnerlo.
Fonti e riferimenti
- Rogers T.F., Albertin C.B., Simakov O. e altri (2026). Genome reorganisation and expansion shape 3D genome architecture and define a distinct regulatory landscape in coleoid cephalopods. Nature Communications, 17.
- ScienceDaily (2026). Scientists find a surprising genetic twist behind octopus intelligence.
- The Brighter Side of News (2026). New DNA findings may explain how octopuses evolved complex brains.
