Search the Community

Walenie, grupa ssaków morskich, do której należą m.in. delfiny i humbaki, posiadają nadzwyczajne zdolności słuchowe i komunikacyjne, a także przejawiają złożone zachowania społeczne. W ramach najnowszych badań, opublikowanych 27 listopada w Anatomical Record (oficjalnym magazynie Amerykańskiego Stowarzyszenia Anatomów), porównano mózgi humbaków z mózgami kilku innych gatunków waleni. Wykazały one, że w mózgach tych pierwszych występują typy neuronów znajdowane także w mózgach ludzi. Sugeruje to, że ewolucja określonych gatunków waleni i hominidów przebiegała podobnymi ścieżkami. Mimo świetnego zrozumienia biologii humabków, praktycznie nie zajmowano się budową ich mózgu, pozostawiając tym samym bez odpowiedzi pytanie, w jaki sposób struktura mózgu wpływa na złożone zdolności behawioralne i komunikacyjne tych zwierząt. Chociaż stosunek masy mózgu do masy ciała jest u fiszbinowców (podrzędu waleni, do którego należą humabki) mniejszy niż wśród zębowców (drugiego z 2 podrzędów waleni, który reprezentują np. delfiny), struktura i rozmiary ich mózgu sugerują, że one również mogą się poszczycić skomplikowaną historią ewolucyjną. Patrick R. Hof oraz Estel Van der Gucht z Wydziału Neuronauk nowojorskiej Mount Sinai School of Medicine zbadali mózgi dorosłych humbaków i porównali je z mózgami innych fiszbinowców (finwali) i mózgami kilku gatunków zębowców, m.in.: delfinów butlonosych, delfinów słodkowodnych z dorzecza Amazonki, kaszalotów oraz wali białych (biełuch). Naukowcy odkryli, że kora mózgowa humbaków przypomina pod względem stopnia złożoności korę mniejszych gatunków waleni, takich jak delfiny. Duży obszar kory prawdopodobnie odpowiada za zdolności słuchowe tych ssaków. Obecne studium wykazało, że jest on zorganizowany w jądra i zakręty. Największe zróżnicowanie odnotowano w zakresie budowy neuronów tworzących korę. Autorzy przypuszczają, że może ono wskazywać na różnice w funkcjonowaniu mózgu i zachowaniu, które nie zostały jeszcze rozpoznane i wyjaśnione. W mózgach humbaków, finwali i in. natrafiono na ślad wysp, czyli grup wyspecjalizowanych neuronów. Są to struktury, które powstały w toku ewolucji najprawdopodobniej po to, by usprawnić komunikowanie się między różnymi komórkami. Inną ważną cechą budowy ośrodkowego układu nerwowego humbaków jest obecność komórek wrzecionowatych w tych samych obszarach, co u człowiekowatych. Mimo że rola tych komórek nie jest dobrze poznana, uważa się, iż są one zaangażowane w procesy poznawcze i podlegają wyniszczeniu przez choroby neurodegeneracyjne, np. chorobę Alzheimera, oraz u pacjentów ze schizofrenią czy autyzmem. Komórki wrzecionowate znaleziono także w analogicznych obszarach mózgów zębowców z większymi mózgami, co sugeruje, że ich występowanie wiąże się w jakiś sposób z rozmiarami omawianego organu. Hof i Gucht uważają, że komórki wrzecionowate pojawiły się u człowiekowatych ok. 15 mln lat temu i od tej pory można je znaleźć w mózgach tak dużych małp, jak i ludzi, ale nie u mniejszych małp i innych naczelnych. U waleni wyewoluowały one wcześniej, mniej więcej 30 mln lat temu. Możliwe, że występowały u wszystkich przodków wali, ale przetrwały jedynie u gatunków z większymi mózgami. Nie da się też wykluczyć teorii, iż pojawiały się w toku ewolucji kilkakrotnie, w różnym czasie u różnych podrzędów. Jeden z tych razów przypadkowo zbiegł się w czasie z procesem mającym miejsce u dużych małp i w ten sposób staliśmy się świadkami jednego z rzadkich przykładów ewolucji równoległej. Wspólne cechy w budowie mózgów humbaków i ludzi doprowadziły do wytworzenia podobnych złożonych zachowań społecznych. Humbaki posługują się narzędziami, współpracują, tworzą koalicje. W ich szeregach zaobserwowano także zjawisko transmisji kulturowej.

Uczeni pracujący nad nową mapą ludzkiego kodu genetycznego ze zdziwieniem stwierdzili, że pozwala ona podważyć dotychczasową teorię, jakoby wszyscy ludzie na Ziemi mieli w 99,9% identyczny genom. Okazuje się, że różnice mogą sięgać nawet... 10 procent. Tworząc nową mapę naukowcy nie skupiali się na pojedynczych różnicach w DNA, które czynią nas wyjątkowymi. Zwrócili za to uwagę na różnicę w dużych powtarzających się fragmentach DNA, zwanych CNV. Uczeni z kilkunastu centrów badawczych na całym świecie zidentyfikowali już około 3000 genów, które różnią się liczbą kopii pewnych fragmentów DNA. Ta różnica może mieć wpływ na działanie danego genu i wpływać np. na odporność poszczególnych ludzi na tą samą chorobę. Akademicy porównali DNA 270 zdrowych osób z Chin, Japonii, Nigerii i Stanów Zjednoczonych. Zidentyfikowali 1447 różnych CNV, która stanowiły około 12% ludzkiego genomu. Około 285 z nich było związanych z takimi chorobami jak schizofrenia, łuszczyca czy choroba wieńcowa. Dzięki nowej mapie my i nasi koledzy pracujący w klinikach będziemy w stanie odnaleźć niewykrywalne wcześniej różnice w genomie pacjenta. Mapa CNV pozwoli nam dowiedzieć się, które ze zmian są charakterystyczna dla danej choroby – powiedział doktor Nigel Carter z Wellcome Trust Sanger Institute. Uczeni odkryli również, że geny ważne dla układu odpornościowego czy rozwoju mózgu oraz jego aktywności, charakteryzują się dużą liczbą CNV. Sądzę, że badania te na zawsze zmienią genetykę – stwierdził James Lupski, zastępca dyrektora Wydziału Genetyki Człowieka i Genetyki Molekularnej w Baylor College of Medicine w Teksasie. Dowiedzieliśmy się, że różnice między ludźmi nie są jedynie wynikiem zmian w pojedynczych parach zasad czy polimorfizmu pojedynczych nukleotydów – dodał.

Z badań przeprowadzonych przez naukowców z National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD – Narodowy Instytut Głuchoty i Innych Schorzeń Komunikacyjnych) oraz National Institute of Mental Health (NIMH – Narodowy Instytut Zdrowia Psychicznego) wynika, iż rezusy, słuchając odgłosów wydawanych przez innych członków tego samego gatunku, uaktywniają rejony mózgu, które odpowiadają regionom ludzkiego mózgu biorącym udział w komunikacji. Potwierdza to hipotezę, że mózg wspólnego przodka człowieka i małp, które nie należą do rodziny człowiekowatych, był wyposażony w ośrodki umożliwiające rozwój mowy. U człowieka za komunikację odpowiedzialne są przede wszystkim pole Broca i pole Wernickego. Okazało się, że gdy rezusy porozumiewają się między sobą, uaktywniają się w ich mózgach struktury, których położenie odpowiada położeniu obu wspomnianych pól u człowieka. Amerykańscy uczeni wykorzystali pozytronową tomografię emisyjną (PET) do zbadania mózgów trzech dorosłych małp. Zwierzęta słuchały trzech rodzajów dźwięków: nawoływań innych rezusów, gry instrumentów muzycznych oraz dźwięków syntetycznie wytworzonych przez komputer. Dźwięki różniły się częstotliwością, skalą i długością trwania. Dla każdego z typów wykonano 16 skanów i porównano uzyskane wyniki. Pomimo tego, że różne rodzaje naturalnych małpich odgłosów bardzo się od siebie różnią, aktywowały one zidentyfikowane przez naukowców obszary w mózgach zwierząt. Ich aktywność była wyraźnie większa, niż przy słuchaniu dźwięków niepochodzących od małp. Działo się tak nawet wówczas, gdy sztucznie wytwarzane dźwięki były bardzo podobne do odgłosów wydawanych przez rezusy. Uczeni doszli więc do wniosku, że w mózgu ostatniego wspólnego przodka człowieka i tych małp już istniały ośrodki, które u człowieka doprowadziły do rozwoju mowy. U makaków prawdopodobnie odgrywa on taką samą, pierwotną rolę, którą odgrywał u wspólnego przodka. Co więcej, wcześniejsze badania tego samego zespołu uczonych wykazały, że odgłosy innych rezusów aktywują regiony mózgu odpowiedzialne za przetwarzanie informacji wizualnych i emocjonalnych. Może to sugerować, że obszary mózgu, wyspecjalizowane jedynie w odbieraniu informacji językowych, wyewoluowały z większych regionów, które reagowały na wszelkie sygnały związane z życiem danej grupy. Ich rozwój, u człowieka i naczelnych nie będących człowiekowatymi, mógł do pewnego momentu przebiegać identycznie.