Колеоидные головоногие моллюски, включая кальмаров, каракатиц и осьминогов, имеют большую и сложную нервную систему и очень острые глаза камерного типа. Чтобы ассимилироваться с окружающей средой, они могут быстро обрабатывать информацию, меняя свою форму, цвет и даже текстуру. Кроме того, они могут взаимодействовать друг с другом, проявлять признаки пространственного обучения и использовать инструменты для решения проблем. Они настолько умны, что, когда им становится скучно, они даже устраивают неприятности.
Что остается загадкой, так это то, как головоногие моллюски вообще развили такой большой мозг. А Гарвардская лаборатория который изучает зрительную систему этих мягкотелых существ, считает, что они приблизились к пониманию этого.
Ученые использовали новую технику живого изображения, чтобы наблюдать за нейронами, созданными в эмбрионах кальмаров, практически в реальном времени. Они смогли отследить эти клетки посредством развития нервной системы в сетчатка.
Они были удивлены, обнаружив, что эти нервные стволовые клетки вели себя удивительно похоже на клетки позвоночных во время нервная система формирование. Полученные данные подразумевают, что, хотя головоногие и позвоночные животные разделились 500 миллионов лет назад, процессы, посредством которых оба получили большой мозг, были сопоставимы. Кроме того, действия, деления и формы клеток могут эффективно следовать схеме, необходимой для этой конкретной нервной системы.
Кристен Кениг, почетный научный сотрудник Джона Гарварда и старший автор исследования, сказала: «Наши выводы были неожиданными, потому что многое из того, что мы знаем о развитии нервной системы у позвоночных, долгое время считалось характерным для этой линии. Наблюдая за тем фактом, что этот процесс очень похож, они предположили, что эти две независимо развившиеся очень большие нервные системы используют для своего построения одни и те же механизмы. Это говорит о том, что те механизмы — те инструменты, — которые животные используют во время развития, могут быть важны для построения большой нервной системы».
Ученые сосредоточили свое внимание на сетчатке кальмара Doryteuthis pealeii. Северо-западная часть Атлантического океана является домом для большой популяции кальмар, который может вырасти около фута в длину. Большие головы и глаза эмбрионов делают их похожими на очаровательных персонажей аниме.
Ученые часто использовали подходы для изучения модельных видов, таких как плодовые мошки и рыбка данио. Чтобы наблюдать за поведением отдельных клеток, они разработали специализированные инструменты. Они использовали самые современные микроскопы для получения изображений с высоким разрешением каждые десять минут в течение нескольких часов. Чтобы картировать и отслеживать клетки, исследователи пометили их с помощью флуоресцентных красителей.
Благодаря технике живого изображения ученые смогли наблюдать стволовые клетки, называемые нервными клетками-предшественниками. Они также наблюдали за своей организацией. Псевдомногослойный эпителий — это уникальный тип структуры, создаваемой клетками. Клетки удлиненные, поэтому их можно плотно упаковать, что является их основной характеристикой. Кроме того, ученые обнаружили, что до и после деления ядра этих образований колеблются вверх и вниз. Эта подвижность имеет решающее значение для поддержания организации ткани и обеспечения дальнейшего роста.
Эта структура повсеместно наблюдается в развитии мозга и глаз у видов позвоночных.
Кениг — сказал, «Один из главных выводов этого типа работы заключается в том, насколько ценно изучение разнообразия жизни. Изучая это разнообразие, вы сможете вернуться к фундаментальным представлениям о нашем развитии и нашим собственным биомедицинским вопросам. Вы можете ответить на эти вопросы».
Справочник журнала:
- Франческа Р. Наполи и др. Развитие сетчатки головоногих демонстрирует механизмы нейрогенеза, подобные позвоночным. Current Biology, DOI: 10.1016 / j.cub.2022.10.027
