Coleoid-Kopffüßer, darunter Tintenfische, Tintenfische und Kraken, haben ein großes und komplexes Nervensystem und scharfe, kameraartige Augen. Um sich an ihre Umgebung anzupassen, verarbeiten sie möglicherweise schnell Informationen, um ihre Form, Farbe und sogar Textur zu ändern. Darüber hinaus interagieren sie möglicherweise miteinander, zeigen Anzeichen räumlichen Lernens und nutzen Werkzeuge zur Lösung von Problemen. Sie sind so intelligent, dass sie sogar Ärger machen, wenn ihnen langweilig wird.
Was weiterhin rätselhaft bleibt, ist die Frage, wie Kopffüßer überhaupt diese großen Gehirne entwickelt haben. A Harvard-Labor Forscher, die die visuellen Systeme dieser Lebewesen mit weichem Körper untersuchen, sind davon überzeugt, dass sie es schon fast herausgefunden haben.
Wissenschaftler verwendeten eine neue Live-Bildgebungstechnik, um die in Tintenfischembryos erzeugten Neuronen nahezu in Echtzeit zu beobachten. Sie konnten diese Zellen durch die Entwicklung des Nervensystems verfolgen Retina.
Sie waren erstaunt, als sie herausfanden, dass sich diese neuralen Stammzellen im Laufe der Zeit bemerkenswert ähnlich wie jene in Wirbeltieren verhielten Nervensystem Formation. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich Kopffüßer und Wirbeltiere zwar vor 500 Millionen Jahren trennten, die Prozesse, durch die beide große Gehirne erlangten, jedoch vergleichbar waren. Darüber hinaus können die Aktionen, Teilungen und Formen der Zellen effektiv einem Bauplan folgen, der für dieses bestimmte Nervensystem erforderlich ist.
Kristen Koenig, John Harvard Distinguished Fellow und leitende Autorin der Studie, sagte: „Unsere Schlussfolgerungen waren überraschend, da man seit langem davon ausgeht, dass vieles, was wir über die Entwicklung des Nervensystems bei Wirbeltieren wissen, speziell für diese Abstammungslinie gilt. Die Beobachtung der Tatsache, dass der Prozess sehr ähnlich ist, deutete darauf hin, dass diese beiden unabhängig voneinander entwickelten, sehr großen Nervensysteme dieselben Mechanismen nutzen, um sie aufzubauen. Das deutet darauf hin, dass diese Mechanismen – diese Werkzeuge – die Tiere während der Entwicklung nutzen, für den Aufbau großer Nervensysteme wichtig sein könnten.“
Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Netzhaut eines Tintenfischs namens Doryteuthis pealeii. Der Nordwestatlantik ist die Heimat einer großen Population von Tintenfisch, die etwa einen Fuß lang werden kann. Die großen Köpfe und Augen der Embryonen lassen sie an entzückende Anime-Charaktere erinnern.
Wissenschaftler verwendeten häufig Ansätze zur Untersuchung von Modellarten wie z Fruchtfliegen und Zebrafisch. Um das Verhalten einzelner Zellen zu beobachten, entwickelten sie spezielle Instrumente. Sie verwendeten hochmoderne Mikroskope, um stundenlang alle zehn Minuten hochauflösende Bilder aufzunehmen. Um die Zellen zu kartieren und zu verfolgen, markierten die Forscher sie mit Fluoreszenzfarbstoffen.
Dank der Live-Bildgebungstechnik konnten Wissenschaftler Stammzellen, sogenannte neurale Vorläuferzellen, beobachten. Sie beobachteten auch ihre Organisation. Ein pseudostratifiziertes Epithel ist eine einzigartige Art von Struktur, die von den Zellen geschaffen wird. Die Zellen sind länglich, sodass sie dicht gepackt werden können, was ihr wesentliches Merkmal ist. Darüber hinaus stellten Wissenschaftler fest, dass die Kerne dieser Formationen vor und nach der Teilung auf und ab oszillieren. Diese Mobilität ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Gewebeorganisation und die Ermöglichung eines weiteren Wachstums.
Diese Struktur ist allgemein in der Gehirn- und Augenentwicklung von Wirbeltierarten zu beobachten.
Koenig sagte, „Eine der großen Erkenntnisse aus dieser Art von Arbeit ist, wie wertvoll es ist, die Vielfalt des Lebens zu studieren. Durch das Studium dieser Vielfalt können Sie zu grundlegenden Vorstellungen über unsere Entwicklung und unseren eigenen biomedizinisch relevanten Fragen zurückkehren. Sie können diese Fragen beantworten.“
Journal Referenz:
- Francesca R. Napoli et al. Die Netzhautentwicklung von Kopffüßern zeigt wirbeltierähnliche Mechanismen der Neurogenese. Current Biology. DOI: 10.1016 / j.cub.2022.10.027
