Τα κολεοειδή κεφαλόποδα, συμπεριλαμβανομένων των καλαμαριών, της σουπιάς και του χταποδιού, έχουν μεγάλα και πολύπλοκα νευρικά συστήματα και μάτια υψηλής οξύτητας τύπου κάμερας. Για να αφομοιωθούν με το περιβάλλον τους, μπορεί να επεξεργαστούν γρήγορα πληροφορίες για να αλλάξουν το σχήμα, το χρώμα, ακόμη και την υφή τους. Επιπλέον, μπορεί να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, να παρουσιάζουν σημάδια χωρικής μάθησης και να χρησιμοποιούν εργαλεία για την αντιμετώπιση προβλημάτων. Είναι τόσο έξυπνοι που όταν βαριούνται, κάνουν ακόμα και μπελάδες.
Αυτό που παραμένει μυστήριο είναι: πώς τα κεφαλόποδα ανέπτυξαν αυτούς τους μεγάλους εγκεφάλους στην πρώτη θέση. ΕΝΑ Εργαστήριο του Χάρβαρντ που μελετά τα οπτικά συστήματα αυτών των πλασμάτων με μαλακό σώμα πιστεύει ότι έχουν φτάσει κοντά στο να το καταλάβουν.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια νέα τεχνική ζωντανής απεικόνισης για να παρακολουθήσουν νευρώνες που δημιουργούνται σε έμβρυα καλαμαριών σχεδόν σε πραγματικό χρόνο. Κατάφεραν να παρακολουθήσουν αυτά τα κύτταρα μέσω της ανάπτυξης του νευρικού συστήματος στο αμφιβληστροειδή.
Έμειναν έκπληκτοι όταν ανακάλυψαν ότι αυτά τα νευρικά βλαστοκύτταρα συμπεριφέρονταν εντυπωσιακά παρόμοια με εκείνα στα σπονδυλωτά κατά τη διάρκεια της νευρικού συστήματος σχηματισμός. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι παρόλο που τα κεφαλόποδα και τα σπονδυλωτά χωρίστηκαν πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια, οι διαδικασίες με τις οποίες και οι δύο απέκτησαν μεγάλο εγκέφαλο ήταν συγκρίσιμες. Επιπλέον, οι ενέργειες, οι διαιρέσεις και τα σχήματα των κυττάρων μπορεί να ακολουθούν αποτελεσματικά ένα σχέδιο που απαιτείται για αυτό το συγκεκριμένο νευρικό σύστημα.
Η Kristen Koenig, διακεκριμένη συνεργάτης του John Harvard και ανώτερη συγγραφέας της μελέτης, είπε: «Τα συμπεράσματά μας ήταν εκπληκτικά, επειδή πολλά από αυτά που γνωρίζουμε για την ανάπτυξη του νευρικού συστήματος στα σπονδυλωτά θεωρούνταν από καιρό ότι είναι ειδικά σε αυτή τη γενεαλογία. Παρατηρώντας το γεγονός ότι η διαδικασία είναι πολύ παρόμοια, πρότεινε ότι αυτά τα δύο ανεξάρτητα εξελιγμένα, πολύ μεγάλα νευρικά συστήματα χρησιμοποιούν τους ίδιους μηχανισμούς για την κατασκευή τους. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτοί οι μηχανισμοί - αυτά τα εργαλεία - που χρησιμοποιούν τα ζώα κατά την ανάπτυξη μπορεί να είναι σημαντικοί για την οικοδόμηση μεγάλων νευρικών συστημάτων».
Οι επιστήμονες εστίασαν στον αμφιβληστροειδή χιτώνα ενός καλαμαριού που ονομάζεται Doryteuthis pealeii. Ο βορειοδυτικός Ατλαντικός Ωκεανός φιλοξενεί μεγάλο πληθυσμό καλαμάρι, το οποίο μπορεί να μεγαλώσει περίπου ένα πόδι σε μήκος. Τα μεγάλα κεφάλια και τα μάτια των εμβρύων τα κάνουν να μοιάζουν με αξιολάτρευτους χαρακτήρες anime.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούσαν συχνά προσεγγίσεις για τη διερεύνηση ειδών-μοντέλων όπως μύγες φρούτων και ζέβρα. Για να παρατηρήσουν τη συμπεριφορά μεμονωμένων κυττάρων, ανέπτυξαν εξειδικευμένα όργανα. Χρησιμοποίησαν μικροσκόπια τελευταίας τεχνολογίας για να τραβήξουν εικόνες υψηλής ανάλυσης κάθε δέκα λεπτά για ώρες. Για να χαρτογραφήσουν και να παρακολουθήσουν τα κύτταρα, οι ερευνητές τα σημείωσαν χρησιμοποιώντας φθορίζουσες βαφές.
Χάρη στην τεχνική της ζωντανής απεικόνισης, οι επιστήμονες μπορούσαν να παρατηρήσουν βλαστοκύτταρα που ονομάζονται νευρικά προγονικά κύτταρα. Παρατήρησαν επίσης την οργάνωσή τους. Ένα ψευδοστρωματοποιημένο επιθήλιο είναι ένας μοναδικός τύπος δομής που δημιουργείται από τα κύτταρα. Τα κύτταρα είναι επιμήκη ώστε να μπορούν να συσκευάζονται σφιχτά, κάτι που είναι το βασικό χαρακτηριστικό του. Επιπλέον, πριν και μετά τη διαίρεση, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι πυρήνες αυτών των σχηματισμών ταλαντώνονται προς τα πάνω και προς τα κάτω. Αυτή η κινητικότητα είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της οργάνωσης του ιστού και για την περαιτέρω ανάπτυξη.
Αυτή η δομή παρατηρείται παγκοσμίως στην ανάπτυξη του εγκεφάλου και των ματιών σε σπονδυλωτά είδη.
Koenig είπε, «Ένα από τα σημαντικότερα σημεία από αυτό το είδος εργασίας είναι πόσο πολύτιμο είναι να μελετάς την ποικιλομορφία της ζωής. Μελετώντας αυτήν την ποικιλομορφία, μπορείτε να επιστρέψετε σε θεμελιώδεις ιδέες σχετικά με την ανάπτυξή μας και τα δικά μας βιοϊατρικά σχετικά ερωτήματα. Μπορείτε να μιλήσετε σε αυτές τις ερωτήσεις».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Francesca R. Napoli et al. Η ανάπτυξη του αμφιβληστροειδούς κεφαλόποδα δείχνει μηχανισμούς νευρογένεσης που μοιάζουν με σπονδυλωτά. Current BiologyΕ DOI: 10.1016 / j.cub.2022.10.027
