Учёные обнаружили у древних гребневиков подобие мозга

Новое исследование, проведённое группой Павла Буркхардта в Центре Майкла Сарса при Университете Бергена, показало, что специализированный сенсорный орган гребневиков — аборальный орган — обладает гораздо большей сложностью, чем считалось ранее, и может быть сравним с элементарным мозгом. Это говорит о том, что централизованные нервные системы могли появиться в эволюции животных раньше, чем предполагалось.

Гребневики, появившиеся в океанах около 550 миллионов лет назад, имеют аборальный орган, который позволяет им ощущать гравитацию, давление и свет. Используя объёмную электронную микроскопию, учёные создали детальные трёхмерные реконструкции этого органа у вида Mnemiopsis leidyi.

Анализ выявил 17 различных типов клеток внутри органа, 11 из которых были обнаружены впервые.

«Я был поражён почти сразу морфологическим разнообразием клеток аборального органа. Работа с данными объёмной ЭМ похожа на ежедневное открытие новых захватывающих вещей», — сказала Анна Феррайоли, первый автор исследования.

Исследователи также обнаружили, что нервная сеть гребневика, состоящая из сросшихся нейронов, образует прямые синаптические связи с клетками аборального органа, создавая путь для двусторонней коммуникации. Многие клетки органа также содержат везикулы, что указывает на возможность химической сигнализации. Это говорит о гибридной системе, использующей как синаптическую, так и несинаптическую передачу сигналов.

Изучение паттернов экспрессии генов показало, что, хотя многие гены, участвующие в организации тела у других животных, присутствуют и у гребневиков, их экспрессия существенно отличается.

«Другими словами, эволюция, кажется, изобретала централизованные нервные системы более одного раза», — добавил Павел Буркхардт.

Отдельное исследование, проведённое Кей Джокура из Национального института фундаментальной биологии Японии, показало, как сети сросшихся нейронов координируют биение ресничек для поддержания ориентации гребневика в воде, что указывает на независимую эволюцию сходных решений для восприятия гравитации у разных линий животных.

Эти работы заставляют пересмотреть представления о происхождении нервных систем. Следующим этапом исследований станет изучение молекулярных характеристик новых типов клеток и степени влияния аборального органа на поведение гребневиков.