Нервная система головоногих развивается почти так же, как у позвоночных

Ученые из Гарвардского университета (США) наблюдали за созданием нейронов в эмбрионе головоногого моллюска и увидели, что его нервные стволовые клетки ведут себя очень похоже на то, как эти клетки ведут себя у позвоночных во время развития их нервной системы, передает EurekAlert!. Выводы ученых представлены в журнале Current Biology.

У головоногих самый сложный мозг среди всех беспозвоночных. Они могут быстро обрабатывать информацию для преобразования формы, цвета и даже текстуры, сливаясь с окружающей средой. Они могут общаться и обучаться. Но как именно у головоногих образуется такой большой мозг? 

Приблизиться к ответу на этот вопрос смогла лаборатория Гарвардского университета, которая изучает зрительную систему этих мягкотелых существ. В новом исследовании ученые наблюдали за созданием нейронов у эмбриона длинноперого прибрежного кальмара (Doryteuthis pealeii). Команда смогла отследить эти клетки в сетчатке в процессе развития нервной системы. 

Исследователи использовали новые методы визуализации – аналогичные тем, которые стали популярными для изучения модельных организмов, таких как плодовые мушки и рыбки данио. Авторы работы создали специальные инструменты и использовали передовые микроскопы, которые могут делать изображения с высоким разрешением каждые десять минут в течение нескольких часов подряд. Это позволило команде в режиме реального времени наблюдать за стволовыми клетками – нервными клетками-предшественниками – и за тем, как они организованы. Исследователи пометили эти клетки флуоресцентными красителями, чтобы отслеживать их путь.

Они увидели, что клетки образуют особую структуру – псевдомногослойный эпителий. В этой структуре клетки вытягиваются, поэтому они могут быть плотно упакованы. Исследователи также видели, как ядра этих структур двигались вверх и вниз до и после деления. По их словам, это движение важно для поддержания организованности тканей и продолжения роста.

Такой тип структуры является универсальным в том, как у позвоночных развиваются мозг и глаза. Исторически это считалось одной из причин, по которой нервная система позвоночных могла стать такой большой и сложной. Ученые наблюдали примеры этого типа нервного эпителия у других животных, но ткань кальмара, на которую они смотрели в этом случае, была сильно похожа на ткани позвоночных по размеру, организации и способу движения ядра.

Результаты работы предполагают, что позвоночные и головоногие, несмотря на то, что они отделились друг от друга 500 миллионов лет назад, используют схожие механизмы для создания своего большого мозга. И, вероятно, именно такие механизмы необходимы для развития сложной ​​нервной системы. Далее лаборатория планирует изучить, как появляются разные типы клеток в мозге головоногих.

Ранее мы писали о необычном поведении (которое можно наблюдать у некоторых позвоночных) еще одних представителей головоногих моллюсков. Ученые засняли, как осьминоги бросаются друг в друга илом и ракушками. Так моллюски могли проявлять в том числе агрессию. 

[Фото: KRISTEN KOENIG]