Dairesel bir ağzın etrafında yer alan korkunç derecede keskin dişlerle taşemenler, hayal edebileceğiniz kadar ilkel bir omurgalıya benziyor. Ancak yeni bir çalışma, hayvanların insanlarla şaşırtıcı bir benzerliğe sahip olduğunu ortaya koyuyor: Lamprey’lerde “savaş ya da kaç” tepkisinden sorumlu sinir hücreleri var. Bulgu, sinir sisteminin bu kısmının evrim tarihinde daha sonra ortaya çıktığı fikrine meydan okuyor ve taşemenleri insanlar gibi karmaşık omurgalılara yaklaştırıyor.
“Sonuçlar ders kitaplarını değiştirecek düzeyde” diyor Daniel Meulemans Medeiros Colorado Boulder Üniversitesi’nden evrimsel biyolog, yeni çalışmaya dahil olmasa da daha önce araştırma grubuyla çalışmış.
.email-conversion { border: 1px katı #ffcccb; Beyaz renk; üst kenar boşluğu: 50 piksel; arka plan resmi: url(“/wp-content/themes/sciencenews/client/src/images/cta-module@2x.jpg”); dolgu: 20 piksel; ikisini de temizle; }
Bilim Haberleri başlıkları, gelen kutunuzda
En son Bilim Haberleri makalelerinin başlıkları ve özetleri, her Perşembe e-posta gelen kutunuza gönderilir.
Deniz lambaları (Petromyzon marinus), çenesiz omurgalılar adı verilen bir balık grubuna aittir. Bilim insanları, bu balıkların, çeneli omurgalılarda görülen sempatik sinir sistemi gibi sinir sistemi özelliklerinden yoksun olduğunu düşündü. Bu sistem, “savaş ya da kaç” tepkisinin arkasında yatan şeydir ve vücut ısısını ve kardiyovasküler işlevi kontrol etmek için hormonlar salgılayarak vücudu harekete geçirir.
Geçmiş çalışmalarda, Caltech sinir bilimci Marianne Bronner, taşbaşı sinir sistemini incelemişti. ayrıntılı olarak, özellikle beyin ve omuriliğin dışında yer alan periferik sinir sistemi ve bağırsaktaki nöronlar. Bronner’ın laboratuvarında araştırmacı ve yeni çalışmanın ortak yazarı olan Brittany Edens, bu nöronlar için işaretleyiciler inceleyip geliştirirken, taşemen balığının bağırsağının dışındaki periferik nöronları fark etti. Bronner’ın ekibi araştırmaya karar verdi.
Ekip, taşemen embriyolarının tek tek hücrelerindeki belirli mRNA’ları etiketleyen ve aydınlatan bir teknik kullandı. Bu, araştırmacıların sempatik nöronlarla ilişkili üç veya dört genetik faktöre aynı anda bakmasına olanak tanıdı. Ekibin 17 Nisan’da Nature dergisinde bildirdiğine göre, embriyonik taşemenlerin kalbini ve gövdesini kaplayan bir hücre kümesi bu genetik faktörlere sahipti; bu da hücrelerin diğer omurgalılarda görülen sempatik nöronlar olduğunu gösteriyor.
{ 1}Daha sonra ekip, gelişim sırasında göç eden ve periferik sinir sistemi hücrelerini oluşturan bir kök hücre parçası olan nöral tepedeki hücreleri etiketlemek için bir boya enjekte ederek bu hücrelerin nereden kaynaklandığını izledi. Taşfalamının sempatik nöronları boyayla aydınlandı ve hücrelerin tıpkı daha karmaşık omurgalılarda olduğu gibi sinir tepesinden geldiğini gösterdi.
Ancak aynı zamanda önemli farklılıklar da vardı. Diğer omurgalılarla karşılaştırıldığında, taşemenlerin sempatik sinir sistemi gelişim aşamasında çok daha sonra oluştu ve hücre kümeleri daha küçüktü. Önceki çalışmalar, embriyo gelişimi sırasında yanlış zamanda onları arayarak bu hücreleri gözden kaçırmış olabilir. Bronner, sempatik sistemin mevcut olmasına rağmen henüz gelişmemiş olduğunu söylüyor. “Memelilerdekine kıyasla çok basitleştirilmiş.”
Bulgular, sempatik sinir sisteminin çeneli omurgalıların bir yeniliği olmadığını, daha ziyade bunun planının taşafağından önce bile mevcut olduğunu gösteriyor. Araştırmada yer almayan Duke Üniversitesi’nden sinir bilimci Shreyas Suryanarayana, ana omurgalı soyundan yaklaşık yarım milyar yıl önce ayrıldığını söylüyor.
“Daha derine baktığınızda, temel yapı taşlarının İnsanlarda bulunan bu karmaşık sistemlerin çoğu aslında çok eskidir” diyor Suryanarayana. Daha karmaşık omurgalılarda bu sistemin daha sonra çeşitlendiğini, genişlediğini ve daha da büyüdüğünü söylüyor.
Önceki çalışmalar, taşemenlerdeki basit sinir sistemi fikrini ortadan kaldırmaya başlamıştı. Örneğin araştırmacılar, tafa balığının belirli beyin bölgelerindeki bağlantı ve proteinlerin diğer omurgalılarda görülenlere benzediğini bulmuşlardı. Yakın zamanda bilim insanları, tafa balığının beyninin kendisini nasıl organize ettiğiyle ilgili sinyallemenin tüm omurgalılara da uygulandığını buldu.
Medeiros, araştırmacıların artık omurgasızların evrimsel zaman diliminde daha da geriye giderek daha geriye bakmaları gerektiğini öne sürüyor. eğer aynı zamanda sempatik nöronlara da sahiplerse, bu omurgalı sinir sisteminin nasıl evrimleştiğini açıklayabilir.
“Yıllardır beni büyüleyen sorulardan biri de bu: Omurgasızlardan omurgalılara nasıl geçtiniz?” Bronner diyor. “Cevabım yok ama anlamaya çalışmaya devam edeceğim.”