Нові дослідження показують, що морські їжаки, яких часто вважають простими морськими істотами, мають несподівано складну нервову систему — по суті, організацію «мозок-тіло», розподілену по всьому тілу. Це відкриття фундаментально змінює наше розуміння того, як розвиваються складні нейронні системи, припускаючи, що централізований мозок не є необхідною умовою для складної нейронної функції.
Радикальна метаморфоза пурпурового морського їжака
Дослідження під керівництвом біолога-розвивача Перікліса Паганоса було зосереджено на пурпуровому морському їжаку (Paracentrotus lividus ). Ці істоти зазнають драматичної трансформації, переходячи від вільно плаваючих личинок з двосторонньою симетрією (дві дзеркальні половинки) до знайомої радіально-симетричної дорослої форми. Ця метаморфоза передбачає радикальну реорганізацію їх нервової системи.
Раніше вважалося, що нервова система голкошкірих (включаючи морських їжаків, морських зірок і морських огірків) відносно проста і не має централізованого мозку. Однак нові дослідження показують, що нервова система дорослого морського їжака набагато складніша, ніж вважалося раніше.
Картування мозку до тіла
Дослідники створили детальний атлас клітин молоді морського їжака, визначивши, які гени були активні в кожній клітині. Аналіз показав, що нервова система під час метаморфозу зазнає значних змін. Замість децентралізованої нейронної мережі нервова система дорослого морського їжака складається з різних типів нейронних клітин, розподілених по всьому тілу.
Це включає в себе нейрони, що експресують знайомі нейротрансмітери, такі як дофамін, серотонін, ГАМК, глутамат, гістамін і нейропептиди. Це свідчить про те, що нервова система морського їжака — це не просто мережа взаємопов’язаних нейронів, а повноцінний розподілений мозок.
Виклик загальноприйнятій думці
Різноманітність нейронів молодих морських їжаків фундаментально ставить під сумнів ідею про те, що центральна нервова система голкошкірих «проста» просто тому, що в них відсутній централізований мозок. Насправді дослідники описують цю нервову систему як «мозок усього тіла», а не як «безмозковий» стан, причому весь план тіла схожий на голову хребетного, насичену складними нейронами.
Біолог-еволюціоніст Джек Ульріх-Лютер з Музею природознавства в Берліні підкреслює, що ці результати докорінно змінюють наше розуміння еволюції складних нервових систем. Дослідження показує, що тварини без традиційної центральної нервової системи все ще можуть розвивати організацію, подібну до мозку.
Наслідки для еволюції нервової системи
Це відкриття має значні наслідки для нашого розуміння еволюції нервової системи. Це свідчить про те, що складна нервова функція не обов’язково потребує централізованого мозку. Організація морського їжака «мозок до тіла» кидає виклик загальноприйнятій думці про те, що централізований мозок є необхідним кроком в еволюції інтелекту та складності.
Результати відкривають нові напрямки для дослідження еволюції нервових систем, припускаючи, що децентралізовані нейронні архітектури можуть бути більш поширеними та складнішими, ніж вважалося раніше. Дослідження підкреслює дивовижну пластичність нервової системи тварин і різноманітність способів, за допомогою яких складність може виникати в природному світі.
По суті, організація «мозок-тіло» морського їжака демонструє, що еволюція інтелекту не обов’язково включає розвиток централізованого мозку, що кидає виклик давнім припущенням про походження та розвиток нервової системи.
