Колеоїдні головоногі молюски, у тому числі кальмари, каракатиці та восьминоги, мають велику та складну нервову систему та гострі очі типу камери. Щоб асимілюватися з навколишнім середовищем, вони можуть швидко обробляти інформацію, змінюючи свою форму, колір і навіть текстуру. Крім того, вони можуть взаємодіяти один з одним, виявляти ознаки просторового навчання та використовувати інструменти для вирішення проблем. Вони настільки розумні, що коли їм стає нудно, вони навіть завдають неприємностей.
Загадкою залишається те, як у головоногих розвинувся такий великий мозок. А Гарвардська лабораторія який вивчає зорові системи цих м’яких тіл, вважає, що вони наблизилися до розуміння цього.
Вчені використовували нову техніку живого зображення, щоб спостерігати за нейронами, створеними в ембріонах кальмарів, майже в реальному часі. Вони змогли відстежити ці клітини через розвиток нервової системи в сітківка.
Вони були вражені, виявивши, що ці нервові стовбурові клітини поводилися надзвичайно подібно до клітин хребетних під час нервова система формування. Отримані дані свідчать про те, що хоча головоногі молюски і хребетні розділилися 500 мільйонів років тому, процеси, за допомогою яких обидва отримали великий мозок, були порівнянними. Крім того, дії, поділ і форми клітин можуть ефективно відповідати плану, необхідному для цієї конкретної нервової системи.
Крістен Кеніг, почесний науковий співробітник Джона Гарварду та старший автор дослідження, сказала: «Наші висновки були несподіваними, тому що багато з того, що ми знаємо про розвиток нервової системи у хребетних, довгий час вважалося особливим для цієї лінії. Спостерігаючи за тим фактом, що процес дуже подібний, можна припустити, що ці дві незалежно розвинені, дуже великі нервові системи використовують однакові механізми для їх побудови. Це свідчить про те, що ці механізми — ті інструменти — які використовують тварини під час розвитку, можуть бути важливими для побудови великих нервових систем».
Вчені зосередилися на сітківці кальмара під назвою Doryteuthis pealeii. У північно-західній частині Атлантичного океану проживає велика популяція кальмари, який може вирости приблизно на фут завдовжки. Великі голови та очі ембріонів нагадують чарівних героїв аніме.
Вчені часто використовували підходи для дослідження модельних видів, як фруктові мухи і даніо. Щоб спостерігати за поведінкою окремих клітин, вони розробили спеціалізовані прилади. Вони використовували найсучасніші мікроскопи, щоб знімати зображення високої роздільної здатності кожні десять хвилин протягом годин. Щоб відобразити та відстежити клітини, дослідники позначили їх за допомогою флуоресцентних барвників.
Завдяки техніці живих зображень вчені могли спостерігати стовбурові клітини, які називають нейронними клітинами-попередниками. Спостерігали й за їх організованістю. Псевдошаровий епітелій - це унікальний тип структури, створений клітинами. Клітини подовжені, тому їх можна щільно укласти, що є його важливою характеристикою. Крім того, до і після поділу вчені виявили, що ядра цих утворень коливаються вгору і вниз. Ця рухливість має вирішальне значення для підтримки організації тканини та забезпечення подальшого росту.
Ця структура повсюдно спостерігається в розвитку мозку та очей у видів хребетних.
Кеніг сказав, «Одним із головних висновків такого типу роботи є те, наскільки цінним є вивчення різноманітності життя. Вивчаючи це різноманіття, ви можете повернутися до фундаментальних ідей про наш розвиток і наші власні біомедичні питання. Ви можете говорити на ці запитання».
Довідка з журналу:
- Франческа Р. Наполі та ін. Розвиток сітківки головоногих демонструє подібні до хребетних механізми нейрогенезу. Current Biology. DOI: 10.1016 / j.cub.2022.10.027
