Badacze śledzą ewolucję centralnego układu nerwowego
Chociaż laikowi może się wydawać, że robaki i ludzie mają niewiele (jeżeli w o ogóle cokolwiek) wspólnego, badacze z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) właśnie potwierdzili, ze nasze mózgi rozwinęły się z tego samego przodka. Wyniki badania, finansowanego częściowo przez UE, opublikowano w bieżącym wydaniu czasopisma "Cell". Autorzy artykułu sugerują, że tym wspólnym przodkiem jest pierścienica morska zwana Platynereis dumerilii, której układ nerwowy nie zmienił się od tysiącleci. Naukowcy wiedzą już od pewnego czasu, że kręgowce, owady i bezkręgowce pochodzą od tego samego przodka zwanego Urbilateria. Ich centralne układy nerwowe jednak się różnią i uważano, że rozwinęły się one dopiero po rozejściu się ich linii rodowodowych w procesie ewolucji. Układ nerwowy kręgowców ma postać rdzenia kręgowego przebiegającego wzdłuż pleców, natomiast owady i pierścienice, np. dżdżownice, mają drabinkowy łańcuch grup komórek nerwowych po stronie brzusznej. Z kolei inne bezkręgowce mają komórki nerwowe rozproszone w całym organizmie. Po pierwsze trzeba sobie zadać pytanie: czy Urbilateria miały centralny układ nerwowy, a jeśli tak, to jak mógł on wyglądać? Poza tym w jaki sposób dał początek różnym układom nerwowym występującym u dzisiejszych zwierząt? Na te pytania starali się odpowiedzieć w swoim badaniu naukowcy z EMBL. W tym celu badali oni architekturę molekularną układu nerwowego pni gatunku Platynereis dumerilii, należącego do pierścienic. - Platynereis może być uważany za żywą skamielinę - mówi Detlev Arendt, który kierował badaniem. - Nadal żyje w tym samym środowisku, co ostatni wspólni przodkowie i zachował wiele cech przodków, w tym prototyp CUN (centralnego układu nerwowego) bezkręgowców. Wykorzystując obrazowanie in vivo w określonych interwałach czasu, naukowcy zbadali, w jaki sposób u Platynereis dumerilii przebiega początkowy proces tworzenia się neuroektodermy - części embrionów, z której rozwija się mózg, rdzeń kręgowy i tkanka nerwowa obwodowego układu nerwowego. Prześledzili oni także, wykorzystując markery różnicowania komórek nerwowych, przebieg czasowy i zakres przestrzenny wczesnej neurogenezy - procesu, w trakcie którego w mózgu powstają neurony. Pozwoliło to badaczom na porównanie molekularnego "odcisku palca" komórek nerwowych Platynereis z tym, co wiadomo o kręgowcach. Odkryto kilka zadziwiających podobieństw. - Nasze odkrycia są zdumiewające - mówi Alexandru Denes, jeden z naukowców uczestniczących w badaniu. - Okazało się, że budowa molekularna rozwijającego się CUN kręgowców i Platynereis jest praktycznie identyczna. Odpowiadające sobie obszary dają początek typom neuronów o podobnych molekularnych "odciskach palców", a te neurony dalej rozwijają się tworząc takie same struktury nerwowe u pierścienic i kręgowców. Te nowe odkrycia potwierdzają teorię po raz pierwszy zaproponowaną przez zoologa Antona Dohrna w 1875 r., zgodnie z którą układ nerwowy kręgowców i pierścienic ma wspólne pochodzenie, a w toku ewolucji jego położenie u kręgowców uległo odwróceniu. - To świetnie tłumaczy, dlaczego ten sam scentralizowany CUN znajduje się po stronie pleców u kręgowców i po stronie brzusznej u Platynereis - wyjaśnia dr Arendt. - Jak doszło do tego odwrócenia i w jaki sposób inne bezkręgowce zmodyfikowały w czasie ewolucji pochodzący od przodków CUN, to następne ekscytujące pytania dla biologów ewolucyjnych.
Kraje
Niemcy