Nowe badania pokazują, że jeżowce, często uważane za proste stworzenia morskie, mają nieoczekiwanie złożony układ nerwowy — zasadniczo organizację „od mózgu do ciała” rozproszoną po całym ciele. Odkrycie to zasadniczo zmienia nasze rozumienie ewolucji złożonych systemów neuronowych, co sugeruje, że scentralizowany mózg nie jest warunkiem wstępnym złożonych funkcji neuronowych.
Radykalna metamorfoza jeżowca purpurowego
Badanie prowadzone pod kierunkiem biologa rozwojowego Periklisa Paganosa skupiało się na jeżowcu purpurowym (Paracentrotus lividus ). Istoty te przechodzą dramatyczną transformację, przechodząc od swobodnie pływających larw o dwustronnej symetrii (dwie lustrzane połówki) do znanej promieniście symetrycznej postaci dorosłej. Metamorfoza ta wiąże się z radykalną reorganizacją układu nerwowego.
Wcześniej sądzono, że układ nerwowy szkarłupni (w tym jeżowców, gwiazd morskich i ogórków morskich) jest stosunkowo prosty i pozbawiony scentralizowanego mózgu. Jednak nowe badania pokazują, że układ nerwowy dorosłego jeżowca jest znacznie bardziej złożony, niż wcześniej sądzono.
Mapowanie mózgu do ciała
Naukowcy stworzyli szczegółowy atlas komórek młodego jeżowca, identyfikując, które geny były aktywne w każdej komórce. Analiza wykazała, że w trakcie metamorfozy układ nerwowy ulega istotnym zmianom. Zamiast zdecentralizowanej sieci neuronowej, układ nerwowy dorosłego jeżowca składa się z różnych typów komórek nerwowych rozmieszczonych po całym ciele.
Obejmuje to neurony wykazujące ekspresję znanych neuroprzekaźników, takich jak dopamina, serotonina, GABA, glutaminian, histamina i neuropeptydy. Sugeruje to, że układ nerwowy jeżowca to nie tylko prosta sieć połączonych ze sobą neuronów, ale w pełni rozwinięty, rozproszony mózg.
Podważanie konwencjonalnej wiedzy
Różnorodność neuronów u młodego jeżowca zasadniczo podważa pogląd, że centralny układ nerwowy szkarłupni jest „prosty” po prostu dlatego, że brakuje mu scentralizowanego mózgu. W rzeczywistości badacze opisują ten układ nerwowy jako „mózg całego ciała”, a nie stan „bez mózgu”, w którym cały plan ciała przypomina głowę kręgowca, pełną złożonych neuronów.
Biolog ewolucyjny Jack Ulrich-Luther z Muzeum Historii Naturalnej w Berlinie podkreśla, że wyniki te zasadniczo zmieniają nasze rozumienie ewolucji złożonych układów nerwowych. Badanie sugeruje, że zwierzęta pozbawione tradycyjnego centralnego układu nerwowego mogą nadal rozwijać organizację przypominającą mózg.
Implikacje dla ewolucji układu nerwowego
Odkrycie to ma znaczące implikacje dla naszego zrozumienia ewolucji układu nerwowego. Sugeruje to, że złożone funkcje nerwowe niekoniecznie wymagają scentralizowanego mózgu. Organizacja jeżowca „od mózgu do ciała” podważa konwencjonalny pogląd, że scentralizowane mózgi są niezbędnym krokiem w ewolucji inteligencji i złożoności.
Wyniki otwierają nowe kierunki badań nad ewolucją układów nerwowych, sugerując, że zdecentralizowane architektury neuronowe mogą być bardziej powszechne i złożone, niż wcześniej sądzono. Badania podkreślają niezwykłą plastyczność układów nerwowych zwierząt i różnorodność sposobów powstawania złożoności w świecie przyrody.
Zasadniczo organizacja jeżowca „od mózgu do ciała” pokazuje, że ewolucja inteligencji niekoniecznie wiąże się z rozwojem scentralizowanego mózgu, co podważa długo utrzymywane założenia dotyczące pochodzenia i rozwoju układów nerwowych.
