Обнаружен «мозг всего тела» у морских ежей

Международная команда исследователей, включая учёных из Музея естествознания в Берлине, обнаружила неожиданно сложную нервную систему у морских ежей. Животные, по-видимому, обладают «мозгом всего тела», чья генетическая организация напоминает организацию мозга позвоночных. Команда также идентифицировала светочувствительные клетки, распределённые по всему телу, — аналогичные структурам в человеческой сетчатке.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Тело, состоящее из «головных» органов

Используя современные методы анализа отдельных клеток и экспрессии генов, учёные картировали типы клеток у молодых морских ежей после метаморфоза. Они обнаружили, что план строения взрослого организма в основном «головоподобный».

Гены, которые у других животных определяют структуры туловища, активны только во внутренних органах, таких как кишечник и амбулакральная система. У морских ежей настоящая туловищная область отсутствует вовсе.

«Мозг всего тела» вместо простой нервной сети

Наиболее поразительным оказалось чрезвычайное разнообразие типов нейрональных клеток. Сотни различных нейронов экспрессируют как специфичные для иглокожих «головные» гены, так и высококонсервативные гены, которые в остальном встречаются в центральной нервной системе позвоночных. Эти данные позволяют предположить, что морские ежи обладают не простой децентрализованной нервной сетью, а интегрированной, мозгоподобной системой, простирающейся по всему телу.

«Наши результаты показывают, что животные без обычной центральной нервной системы всё же могут развивать мозгоподобную организацию», — говорит доктор Джек Ульрих-Лютер, один из первых авторов исследования.

Зрение без глаз

Команда также обнаружила многочисленные светочувствительные клетки (фоторецепторы), экспрессирующие различные опсины — белки, реагирующие на свет.

Один конкретный тип клеток сочетает меланопсин и го-опсин, что указывает на сложную способность обнаруживать и обрабатывать световые стимулы и намекает на ранее недооценённую зрительную способность. Кроме того, большие части нервной системы морского ежа, по-видимому, светочувствительны и могут даже регулироваться световыми сигналами.

Эти открытия ставят под сомнение давние предположения о простоте нервной системы иглокожих и открывают новые перспективы в понимании того, как могут эволюционировать сложные нейронные и зрительные системы — даже у животных без централизованного мозга или настоящих глаз.