مغز مهره داران از دم اجدادشان می آید

در روزهای اولیه حیات چند سلولی پیچیده روی زمین، حیوانات اولیه ستون فقرات یا مغز نداشتند. آنها فقط شبکه ای از نورون ها را در بدن خود داشتند. با این حال، برای میلیون ها سال این سیستم به نوعی در یک انتهای بدن متمرکز شده است. اما چگونه

خارپشت های دریایی نزدیک ترین بستگان زنده مهره داران هستند و سر واقعی ندارند. در عوض، سیستم عصبی مرکزی آنها از توده‌هایی از نورون‌ها در جلو و پشت بدنشان تشکیل شده است که به نخاع متصل هستند. در بزرگسالی، این حیوانات بدون سر یا دم مانند حباب های اسفنجی به نظر می رسند، اما در مرحله لاروی که شبیه بچه قورباغه است، مغز آنها راحت تر قابل تشخیص است. جوت روتباخر، جانورشناس دانشگاه اینسبروک در اتریش، توضیح می دهد: «خارپشت های دریایی نمونه های اولیه تکامل مهره داران هستند. اجداد مشترک ما احتمالاً شباهت زیادی به لارو خارپشت دریایی داشته است.

نورون های دم دوقطبی (سبز) در لارو خارپشت دریایی

البته همه دانشمندان موافق نیستند و این یک حوزه تحقیقاتی بحث برانگیز است. اما روثباکر و همکارانش اخیرا شواهدی برای حمایت از ایده های خود پیدا کردند. تحقیقات آنها نشان می‌دهد که ژن‌های Hmx که یک جفت نورون را در دم لارو توتیای دریایی کد می‌کنند، با ژن‌هایی مرتبط هستند که توده‌های عصبی را در سر یک مکنده رمزگذاری می‌کنند.

مکنده ها فسیل های زنده در نظر گرفته می شوند، زیرا آنها برای مدت طولانی بدون تغییر زیادی در اطراف وجود داشته اند. این جانوران دریایی جزو اولین مهره داران هستند و شبیه مارماهی هستند.

جهش تکاملی از هیدروسفالی به مکیدن ماهی یک جهش بزرگ بود، اما به نظر می رسد ژن Hmx این انتقال را ممکن کرده است. اثر این ژن بین مهره داران فقط کمی متفاوت است. زمانی که محققان ژن های Hmx را در یک جنس از خارپشت های دریایی به نام صهیون روده آنها دریافتند که این ژن به بیان نورون های دم دوقطبی کمک می کند. با این حال، در مکیدن ماهی، همان ژن ها به بیان نورون های حسی در سر کمک کردند.

اگرچه آنها بر اعصاب در قسمت‌های مختلف بدن تأثیر می‌گذارند، عملکرد مشابه ژن‌های Hmx در مکنده‌ها و خارپشت‌های دریایی نشان می‌دهد که آنها ریشه‌های تکاملی مشترکی دارند و ممکن است در تمرکز سیستم عصبی مرکزی نقش داشته باشند. الساندرو پناتییکی از جانورشناسان دانشگاه اینسبروک گفت: نشان داده شده است که Hmx یک ژن مرکزی در طول تکامل است. «این ژن عملکرد و ساختار اولیه خود را حفظ کرده و احتمالاً در جد مشترک مهره داران و خارپشت دریایی به همین شکل وجود داشته است.

این یافته ها نشان می دهد که مغز مهره داران ممکن است میلیون ها سال پیش از اندام های اجدادشان بازیابی شده باشد.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شد.