Koleoida bläckfiskar, inklusive bläckfisk, bläckfisk och bläckfisk, har stora och komplexa nervsystem och högskärpa ögon av kameratyp. För att assimilera sig med sin omgivning kan de snabbt bearbeta information för att ändra sin form, färg och till och med struktur. Dessutom kan de interagera med varandra, uppvisa tecken på rumslig inlärning och använda verktyg för att lösa problem. De är så intelligenta att när de blir uttråkade begår de till och med problem.
Det som förblir mystiskt är: hur bläckfiskar utvecklade dessa stora hjärnor från början. A Harvard lab som studerar visuella system hos dessa mjuka varelser tror att de har kommit nära att ta reda på det.
Forskare använde en ny levande avbildningsteknik för att se neuroner skapade i bläckfiskembryon nästan i realtid. De kunde spåra dessa celler genom utvecklingen av nervsystemet i näthinnan.
De blev förvånade när de upptäckte att dessa neurala stamceller betedde sig anmärkningsvärt likt dem hos ryggradsdjur under nervsystemet bildning. Resultaten antyder att även om bläckfiskar och ryggradsdjur separerade för 500 miljoner år sedan, var de processer genom vilka båda fick stora hjärnor jämförbara. Dessutom kan cellernas handlingar, uppdelningar och former effektivt följa en ritning som behövs för just detta nervsystem.
Kristen Koenig, en John Harvard Distinguished Fellow och senior författare till studien, sa: "Våra slutsatser var överraskande eftersom mycket av det vi vet om nervsystemets utveckling hos ryggradsdjur har länge ansetts vara speciellt för den här släkten. Genom att observera det faktum att processen är väldigt lik, antydde det att dessa två oberoende utvecklade, mycket stora nervsystem använder samma mekanismer för att bygga dem. Det tyder på att de mekanismerna - de verktygen - som djuren använder under utvecklingen kan vara viktiga för att bygga upp stora nervsystem."
Forskare fokuserade på näthinnan hos en bläckfisk som heter Doryteuthis pealeii. Nordvästra Atlanten är hem för en stor befolkning av bläckfisk, som kan växa runt en fot lång. Embryonas stora huvuden och ögon gör att de liknar bedårande animekaraktärer.
Forskare använde ofta metoder för att undersöka modellarter som fruktflugor och zebrafisk. För att observera enskilda cellers beteende utvecklade de specialiserade instrument. De använde toppmoderna mikroskop för att fånga högupplösta bilder var tionde minut i timmar. För att kartlägga och spåra cellerna markerade forskarna dem med fluorescerande färgämnen.
Tack vare den levande avbildningstekniken kunde forskare observera stamceller som kallas neurala stamceller. De observerade också deras organisation. Ett pseudostratifierat epitel är en unik typ av struktur som skapas av cellerna. Cellerna är långsträckta så att de kan packas tätt, vilket är dess väsentliga egenskap. Dessutom, före och efter delning, fann forskare att dessa formationers kärnor svänger upp och ner. Denna rörlighet är avgörande för att upprätthålla vävnadens organisation och möjliggöra ytterligare tillväxt.
Denna struktur ses universellt i hjärnans och ögonens utveckling hos ryggradsdjur.
Kung sade, "En av de stora fördelarna med den här typen av arbete är hur värdefullt det är att studera livets mångfald. Genom att studera denna mångfald kan du återgå till grundläggande idéer om vår utveckling och våra egna biomedicinskt relevanta frågor. Du kan prata om de frågorna."
Tidskriftsreferens:
- Francesca R. Napoli et al. Bläckfisk retinal utveckling visar ryggradsliknande mekanismer för neurogenes. Current Biology. DOI: 10.1016 / j.cub.2022.10.027
