Мозъкът на калмарите и хората се развива по един и същи начин, а ги делят 500 млн години еволюция

Учени, които наблюдавали как нервните клетки се свързват в очите на подрастващите калмари, са открили нещо забележително - мозъкът на главоногите е еволюирал независимо, но се развива по същия начин като нашия.

Откритието, направено с помощта на камери с висока разделителна способност, фокусирани върху ретините на ембриони на дългоопашати калмари (Doryteuthis pealeii), разкрива, че въпреки 500-те милиона години разнопосочна еволюция, основният план за развитието на сложни мозъци и нервни системи може да е един и същ при широк спектър от видове.

Интелигентността на главоногите - клас морски животни, който включва октоподи, калмари и сепии - отдавна е обект на интерес сред биолозите. За разлика от повечето безгръбначни тези животни притежават забележителна памет; използват инструменти за решаване на проблеми; превъзходно се прикриват; реагират на заобикалящата ги среда с любопитство, отегчение или дори игрива злонамереност; и могат да сънуват, ако вълните от цветове, които проблясват по кожата им по време на сън, са някакъв показател.

Сега това ново проучване, публикувано на 5 декември 2022 г. в списание Current Biology, показва, че ключовите части от формулата за развит интелект, поне на Земята, остават същите.

"Заключенията ни са изненадващи, защото много от това, което знаем за развитието на нервната система при гръбначните животни, дълго време се смяташе, че е нещо специфично за този род", коментира водещият автор на изследването Кристен Кьониг (Kristen Koenig), молекулярен биолог в Харвардския университет. "Наблюдавайки процеса, който е много сходен, това ни подсказа, че тези две [линии] независимо са развили много големи нервни системи, използвайки едни и същи механизми за изграждането им. Това подсказва, че тези механизми - тези инструменти - които животните използват по време на развитието си, може да са важни за изграждането на големи нервни системи."

_{Ретината на калмар с клетъчни мембрани, маркирани с флуоресцентно багрило, за да станат видими. Кредит: Kristen Koenig}

За да изследват развиващите се мозъци на калмарите, учените използват флуоресцентни багрила, за да маркират специален вид стволови клетки, наречени невронни прогениторни клетки, след което изучават развитието им с периодични 10-минутни снимки от микроскопски камери. Камерите разглеждат ретината, където се намират около две трети от нервната тъкан на калмарите.

Точно както при гръбначните животни, изследователите виждат, че прогениторните клетки на калмарите се подреждат в структура, наречена псевдостратифициран епител - дълга, гъсто опакована структура, която се формира като решаваща стъпка в растежа на голяма, сложна тъкан. Изследователите отбелязаха, че размерът, организацията и движението на ядрото на структурата са забележително сходни със същите невронни епителии при гръбначните животни; нещо, което някога се е смятало за уникална характеристика, позволяваща на животните с гръбначни кости да развиват сложни мозъци и очи.

_{Ембриони на калмари на късен етап от развитието. Кредит: Kristen Koenig}

Това не е единственият случай, в който учените забелязват главоноги, споделящи общи неврологични структури с нас. Подобно на хората, октоподите и калмарите също имат голямо разнообразие от микроРНК (малки молекули, които контролират начина на експресия на гените), открити в нервната им тъкан.

По-нататък екипът иска да проучи как и кога се появяват различните типове клетки в калмарите с нарастването на тъканта и да сравни този процес с този, наблюдаван при ембрионите на гръбначните животни. Ако планът за растеж е един и същ, то може би и графикът би могъл да бъде такъв.

"Един от големите резултати от този вид работа е колко ценно е да се изучава разнообразието на живота", отбелязва Кьониг. "Чрез изучаването на това разнообразие всъщност може наистина да се върнем към фундаментални идеи дори за нашето собствено развитие и нашите собствени биомедицински въпроси."

Справка: Cephalopod retinal development shows vertebrate-like mechanisms of neurogenesis
Francesca R. Napoli, Christina M. Daly, Stephanie Neal, Alexandra R. Zaloga, Alicia Liu, Kristen M. Koenig 
A Cell Press journal
Current Biology Published:November 09, 2022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.027  

Източник: Squid and human brains develop the same way despite diverging 500 million years ago,  Live Science