Новое исследование гребневиков, древних желеобразных обитателей океана, показало, что их ключевой сенсорный орган обладает неожиданно высокой сложностью. Этот орган, известный как аборальный, помогает животным ощущать гравитацию, давление и свет. Учёные пришли к выводу, что его структура и функции гораздо сложнее, чем считалось ранее, что заставляет пересмотреть ранние представления об эволюции нервных систем у первых животных.
Используя передовую технологию объёмной электронной микроскопии, международная команда исследователей создала детальные трёхмерные реконструкции аборального органа. Анализ выявил присутствие 17 различных типов клеток, 11 из которых были обнаружены впервые. Это разнообразие указывает на то, что орган является сложной мультимодальной сенсорной системой, способной обрабатывать информацию из разных источников.
Орган тесно связан с нервной системой гребневика, которая представляет собой сеть сросшихся нейронов. Учёные обнаружили прямые синаптические связи между этой нервной сетью и клетками аборального органа, создавая путь для двусторонней коммуникации. Кроме того, многие клетки органа содержат везикулы — маленькие мембранные пузырьки, хранящие химические сигнальные молекулы. Это предполагает использование химической сигнализации для широкого распространения информации, когда везикулы высвобождают нейромедиаторы для связи с соседними клетками.
Это открытие ставит под сомнение идею о едином происхождении централизованных нервных систем. Исследование экспрессии генов показало, что хотя гены, отвечающие за организацию тела, у гребневиков присутствуют, их работа устроена иначе. Это наводит на мысль, что эволюция могла «изобрести» структуры, выполняющие функции мозга, независимо у разных групп животных. Подобное независимое происхождение нервной системы также предполагается у некоторых кишечнополостных, например, медуз и гидр, что остаётся предметом научных дебатов из-за их уникальных молекулярных особенностей.
Отдельное исследование, проведённое учёными из Японии и Германии, подтверждает эти выводы. Специалисты реконструировали полную нейронную схему органа, отвечающего у гребневиков за чувство гравитации. Они показали, как сети нейронов координируют биение ресничек на разных частях тела, позволяя животному сохранять ориентацию в воде, что демонстрирует сходные эволюционные решения у далёких видов.
Таким образом, нервные системы первых животных, возможно, были более централизованными, чем предполагала наука. Следующим шагом для исследователей станет изучение молекулярных характеристик вновь открытых типов клеток и того, насколько сильно аборальный орган влияет на сложное поведение этих загадочных морских существ.
Источник: This ancient sea creature may already have had a brain