Шоковое открытие показало, что морские урчины в основном «все мозги»
Морские ежики могут выглядеть как шар шипов, ожидающих, когда их наступят на приливный бассейн, но для этих колючих зверей есть гораздо больше, чем просто икра и зубы.
Новое исследование показывает, что нервная система морского ежа намного сложнее, чем мы знали. Эти существа, оказывается, обладают «мозгом всего тела» и, по крайней мере, в их генетическом расположении, они удивительно похожи на наши собственные.
Команда ученых во главе с биологом развития Периклисом Паганосом из Stazione Zoologica Антоном Дорном в Италии сделала открытие, исследуя метаморфозы в фиолетовых морских ежах (Paracentrotus lividus), которые превращаются из свободно плавающих планктонных личинок в зрелую, инкрустированную позвоночником форму, с которой мы более знакомы.
Звездные рыбы в основном бестелесные головы, ползающие вокруг океана, говорят ученые
Пружковое созревание урчина более резкое, чем у бабочки, при этом морские существа пересекают некоторые из самых глубоких границ эволюции животных.
Как личинки, они следуют плану тела с двумя примерно зеркальными половинками, известными как двусторонняя симметрия. Но по мере того, как они превращаются во взрослых, морские ежи принимают форму, более похожую на медуз и морских звезд, известную как радиальная симметрия, потому что она примерно зеркально отражается в пяти секциях от центра.
Эта стадия у молодых взрослых, оказывается, имеет замечательный набор типов нейронных клеток, которые образуют интегрированную систему по всему телу ежа. И это не нервы, простирающиеся от мозга: они, по сути, мозг существа.
Исследователи создали атлас клеток недавно созревшего морского ежа, наметив, какие гены были включены в какие клетки. Их анализ показал, что, хотя многие из клеток их тела были вовлечены в аналогичные гены с обеих сторон метаморфоза, их нейроны претерпели существенный сдвиг.
Sci. Adv., 2025
«Хотя для генерации нейронов используется один и тот же генетический инструментарий, результаты нейрогенной программы существенно различаются между двумя проанализированными этапами жизни», — говорят исследователи.
Разнообразие нейронов у молодого взрослого морского ежа в корне переворачивает идею о том, что центральная нервная система иглокожей «простая» только потому, что у них нет централизованного мозга.
Больше в науке
Более половины клеточных кластеров, нанесённых на карту в атласе ювенильных клеток, состоят из нейронов, которые выражают широкий спектр молекулярных сигнатур. Возможно, вам знакомы некоторые из них: дофамин, серотонин, ГАМК, глутамат, гистамин и нейропептиды.
Это, по словам исследователей, предполагает, что фиолетовые морские ежи имеют нервную систему, гораздо более сложную, чем децентрализованная нервная сеть, простая сеть взаимосвязанных нейронов и ганглиев.
На самом деле, исследователи даже описывают эту нервную систему как «всем мозгом», а не «без мозга», причем весь план тела сродни голове позвоночных, наполненной сложными нейронами.
«Наши результаты показывают, что животные без обычной центральной нервной системы все еще могут развивать организацию, подобную мозгу», — говорит биолог-эволюционист Джек Ульрих-Лютер из Музея естественной истории Берлина.
Это фундаментально меняет наше представление об эволюции сложных нервных систем.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
