Новое исследование показывает, что морские ежи, которых часто считают простыми морскими существами, обладают неожиданно сложной нервной системой – по сути, организацией «мозга на всё тело», распределенной по всему организму. Это открытие фундаментально меняет наше понимание того, как эволюционируют сложные нервные системы, предполагая, что централизованный мозг не является обязательным условием для сложной нейронной функции.
Радикальная метаморфоза пурпурного морского ежа
Исследование, возглавленное биологом развития Периклисом Паганосом, было сосредоточено на пурпурном морском еже (Paracentrotus lividus ). Эти существа претерпевают драматическую трансформацию, переходя от свободноплавающих личинок с двусторонней симметрией (двумя зеркальными половинами) к привычной радиально-симметричной взрослой форме. Эта метаморфоза включает в себя радикальную реорганизацию их нервной системы.
Ранее считалось, что нервные системы иглокожих (включая морских ежей, морских звезд и голотурий) относительно просты, лишены централизованного мозга. Однако новое исследование показывает, что нервная система взрослого морского ежа гораздо сложнее, чем считалось ранее.
Картографирование «мозга на всё тело»
Исследователи создали подробный клеточный атлас ювенильного морского ежа, определив, какие гены активны в каждой клетке. Анализ показал, что нервная система претерпевает существенные изменения во время метаморфозы. Вместо децентрализованной нервной сети нервная система взрослого морского ежа состоит из разнообразных типов нейронных клеток, распределенных по всему его телу.
Это включает в себя нейроны, экспрессирующие знакомые нейротрансмиттеры, такие как дофамин, серотонин, ГАМК, глутамат, гистамин и нейропептиды. Это говорит о том, что нервная система морского ежа – это не просто простая сеть взаимосвязанных нейронов, а полноценный распределенный мозг.
Бросая вызов общепринятым представлениям
Разнообразие нейронов в ювенильном морском еже фундаментально опровергает идею о том, что центральные нервные системы иглокожих «просты» только потому, что лишены централизованного мозга. Фактически, исследователи описывают эту нервную систему как состояние «мозга на всё тело», а не «безмозгвое», при этом весь план тела подобен голове позвоночного, изобилующей сложными нейронами.
Эволюционный биолог Джек Ульрих-Лютер из Музея естественной истории Берлина подчеркивает, что эти результаты фундаментально меняют наше представление об эволюции сложных нервных систем. Исследование предполагает, что животные без традиционной центральной нервной системы все еще могут развить мозг-подобную организацию.
Последствия для эволюции нервной системы
Это открытие имеет значительные последствия для нашего понимания эволюции нервной системы. Оно предполагает, что сложная нейронная функция не обязательно требует централизованного мозга. Организация «мозга на всё тело» морского ежа бросает вызов общепринятому мнению о том, что централизованные мозги являются необходимым шагом в эволюции интеллекта и сложности.
Результаты открывают новые направления для исследований эволюции нервных систем, предполагая, что децентрализованные нейронные архитектуры могут быть более распространенными и сложными, чем считалось ранее. Исследование подчеркивает замечательную пластичность нервных систем животных и разнообразие способов, которыми сложность может возникать в естественном мире.
По сути, организация «мозга на всё тело» морского ежа демонстрирует, что эволюция интеллекта не обязательно связана с развитием централизованного мозга, бросая вызов давним предположениям о происхождении и развитии нервных систем.
