오징어, 갑오징어, 문어를 포함한 콜레오이드 두족류는 크고 복잡한 신경계와 예민한 카메라형 눈을 가지고 있습니다. 주변 환경에 동화되기 위해 정보를 빠르게 처리하여 모양, 색상, 질감까지 변경할 수 있습니다. 또한 그들은 서로 상호 작용하고, 공간 학습의 징후를 보이며, 문제를 해결하기 위해 도구를 활용할 수 있습니다. 그들은 너무 똑똑해서 지루해지면 문제를 일으키기까지 합니다.
여전히 미스터리로 남아 있는 것은 두족류가 처음에 어떻게 큰 뇌를 발달시켰는가입니다. ㅏ 하버드 연구소 이 연체 생물의 시각 시스템을 연구하는 연구진은 그 사실을 알아내는 데 거의 가까워졌다고 믿습니다.
과학자들은 오징어 배아에서 생성된 뉴런을 거의 실시간으로 관찰하기 위해 새로운 실시간 영상 기술을 사용했습니다. 그들은 신경계의 발달을 통해 그 세포를 추적할 수 있었습니다. 망막.
그들은 이 신경줄기세포가 실험 기간 동안 척추동물의 신경줄기세포와 현저하게 유사하게 행동했다는 사실을 발견하고 놀랐습니다. 신경계 형성. 이번 발견은 비록 두족류와 척추동물이 500억년 전에 분리되었지만 둘 다 큰 뇌를 얻는 과정은 비슷하다는 것을 암시합니다. 또한 세포의 활동, 분열 및 모양은 이 특정 신경계에 필요한 청사진을 효과적으로 따를 수 있습니다.
John Harvard 특별 연구원이자 이번 연구의 수석 저자인 Kristen Koenig는 다음과 같이 말했습니다. “우리가 내린 결론은 놀라웠습니다. 척추동물의 신경계 발달에 관해 우리가 알고 있는 많은 정보가 오랫동안 그 계통의 특별한 것으로 여겨져 왔기 때문입니다. 이 과정이 매우 유사하다는 사실을 관찰함으로써, 독립적으로 진화한 이 두 개의 매우 큰 신경계가 동일한 메커니즘을 사용하여 이를 구축하고 있음을 시사했습니다. 이는 동물이 발달하는 동안 사용하는 메커니즘, 즉 도구가 큰 신경계를 구축하는 데 중요할 수 있음을 시사합니다.”
과학자들은 Doryteuthis pealeii라는 오징어의 망막에 초점을 맞췄습니다. 북서 대서양에는 많은 인구가 거주하고 있습니다. 오징어, 약 1피트 길이로 자랄 수 있습니다. 배아의 큰 머리와 눈은 사랑스러운 애니메이션 캐릭터를 닮았습니다.
과학자들은 다음과 같은 모델 종을 조사하기 위해 접근 방식을 자주 사용했습니다. 초파리 그리고 제브라피시. 개별 세포의 행동을 관찰하기 위해 그들은 특수한 도구를 개발했습니다. 그들은 최첨단 현미경을 사용하여 몇 시간 동안 10분마다 고해상도 이미지를 캡처했습니다. 세포를 지도화하고 추적하기 위해 연구자들은 형광 염료를 사용하여 세포를 표시했습니다.
실시간 영상 기술 덕분에 과학자들은 신경 전구 세포라고 불리는 줄기 세포를 관찰할 수 있었습니다. 그들은 또한 그들의 조직을 관찰했습니다. 가성중층상피는 세포에 의해 생성되는 독특한 유형의 구조입니다. 세포가 길쭉하게 늘어나서 촘촘하게 채워질 수 있다는 것이 본질적인 특징입니다. 또한, 분열 전후에 과학자들은 이러한 지층의 핵이 위아래로 진동하는 것을 발견했습니다. 이러한 이동성은 조직의 조직을 유지하고 추가 성장을 가능하게 하는 데 중요합니다.
이 구조는 척추동물의 뇌와 눈 발달에서 보편적으로 볼 수 있습니다.
코닉 말했다, “이러한 유형의 작업에서 얻을 수 있는 가장 큰 이점 중 하나는 생명의 다양성을 연구하는 것이 얼마나 가치 있는지입니다. 이러한 다양성을 연구함으로써 우리의 발달과 우리 자신의 생물의학적 관련 질문에 대한 근본적인 아이디어로 돌아갈 수 있습니다. 그런 질문에 대해 이야기할 수 있어요.”
저널 참조 :
- Francesca R. Napoli 외. 두족류의 망막 발달은 척추동물과 유사한 신경 발생 메커니즘을 보여줍니다. 현재 생물학. DOI : 10.1016 / j.cub.2022.10.027
