Znajdź zawartość

Jak daleko sięgają ewolucyjne źródła naszego ludzkiego rozumu? Najnowsze badania europejskich biologów molekularnych dowodzą, że przynajmniej 600 milionów lat wstecz, do wspólnego przodka naszego i spokrewnionych z dżdżownicą morskich organizmów: wieloszczetów. Raju Tomer i Detlev Arendt, uczeni z European Molecular Biology Laboratory (EMBL, Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej) oparli swoje badania na zupełnie nowej metodzie porównawczej. Zamiast porównywać kształt, umiejscowienie i funkcje poszczególnych komórek mózgowych, wybrali katalogowanie genomu w badanych komórkach i porównywanie ekspresji genów metodą nazwaną „profilowaniem komórkowym przez rejestrację obrazów". Pozwoliło im to odnaleźć ewolucyjne podobieństwo pomiędzy mózgiem człowieka a mikromózgiem nereidów - pokrewnych ziemnym dżdżownicom zwierzętom morskim z gromady wieloszczetów, należących do pierścienic. Dlaczego właśnie wieloszczety? Organizmy te, żyjąc w rytych przez siebie norach aktywnie poszukują pożywienia i wykazują umiejętność uczenia się - dlatego uznano je za doskonały materiał do poszukiwania odpowiedników mózgu kręgowców u bezkręgowców. Szukano wspólnych elementów - komórek spokrewnionych ewolucyjnie u tak odległych gatunków. I znaleziono. Jak się okazuje, zalążki ludzkiej kory mózgowej to obecne u wszystkich bezkręgowców ciała grzybkowate (nazwane tak ze względu na kształt). Ludzka kora mózgowa jest głównym ośrodkiem uczenia się - gromadzi, analizuje i zapamiętuje informacje zmysłowe i skupia wyższe funkcje mózgu. Podobną rolę - choć oczywiście w ograniczonym zakresie - pełnią ciała grzybkowate w mózgach bezkręgowców: są centrum analizy danych zmysłowych, skojarzeń i podejmowania decyzji w oparciu o doświadczenie. Zostały one odkryte już w 1850 roku przez francuskiego biologa Felixa Dujardina, który jako pierwszy uważał, że pozwalają one insektom podejmować decyzje świadomie, na poziomie wyższym niż instynkt. Pierwociny ośrodków decyzyjnych opartych na pamięci - jak uważają autorzy badania - musiały wykształcić się wśród organizmów przydennej sfery oceanu, gdzie pod dostatkiem było organicznych szczątków, mogących służyć za pożywienie. W tej sytuacji analizowanie bodźców węchowych w oparciu o zapamiętane doświadczenia pozwalało lepiej wybierać to, co nadawało się do zjedzenia. Badania w oparciu o nową metodę będą kontynuowane i pozwolą lepiej odtworzyć i zrozumieć ewolucję mózgu, a przez to również funkcje jego poszczególnych obszarów. Naukowcy są ciekawi, jak wyglądał mózg ostatniego wspólnego przodka kręgowców i bezkręgowców i mają nadzieję go zrekonstruować. Studium zostało opublikowane w periodyku Cell.

Ty ptasi móżdżku! - to popularne wyzwisko jest wyjątkowo związane z nauką, ponieważ wywodzi się z powszechnego mniemania badaczy o wyższości mózgów ssaków nad mózgami ptaków. Brało się ono zaś między innymi z braku u ptaków kory nowej, odpowiedzialnej za złożone działania i procesy poznawcze. Teraz jednak trzeba będzie je odstawić do lamusa - nasze mózgi wcale nie różnią się tak mocno od ptasich. Dowodzą tego badacze Szkoły Medycznej San Diego na Uniwersytecie Kalifornijskim (University of California, San Diego School of Medicine), przełamując stereotyp wyższości mózgu ssaczego nad ptasim. Przekonanie o tym, że mózgi ssaków są znacznie lepiej rozwinięte ewolucyjnie od mózgów pozostałych zwierząt opierało się istnieniu charakterystycznych struktur przodomózgowia i kory nowej u ssaków. Są to wierzchnie warstwy mózgu, gdzie zgromadzone są złożone funkcje poznawcze. Tych struktur nie odnajdywano u ptaków, gadów, czy płazów, sądzono więc, że komórki nowokorowe wyjątkowa cecha ssaków. Doktor Harvey J. Karten, pracownik Wydziału Nauk Neurologicznych pracował ze swoimi współpracownikami nad tym zagadnieniem przez 40 lat. Nowe technologie, obecne w medycynie w ostatnich latach pozwoliły na osiągnięcie przełomowych wyników. Dzięki aparaturze trasującej o wysokiej czułości stworzono plan tej części kresomózgowia kurczaka, która odpowiada ludzkiej korze słuchowej. Badanie wykazało, że ptasi region korowy składa się z warstw komórek, połączonych różnymi rodzajami komórek w postaci wąskich, promieniowych kolumn. Gęsta sieć wzajemnych połączeń tworzy „mikroukłady", które wyglądają identyczne jak te znajdowane u ssaków, a których istnienie u ptaków do tej pory negowano. I tak oto, być może, kończy się pogląd o ssaczej wyjątkowości - podsumowuje dr Karten. Odkrycie dowodzi, że warstwowa i promieniowa struktura kory nowej wcale nie jest wyjątkową cechą ssaków. Nie jest więc nową cechą ewolucyjną, a pochodzić musi od dawniejszych kręgowców, prawdopodobnie naszych wspólnych przodków. Jak dalekich? Co najmniej sprzed 300 milionów lat, szacują autorzy badania. Wiara, że mikrostruktury kory są wyłączną cechą ssaków brały się z braku wyraźnych warstw w mózgach innych gatunków, a także z powszechnego spostrzeżenia, że mniej zaawansowane ewolucyjnie kręgowce nie są zdolne do wykonywania złożonych procesów analitycznych i poznawczych bazujących na informacjach zmysłowych, takich jak te związane z naszą korą nową - wyjaśnia Karten. - Zwierzęta takie jak ptaki uważano za milusie automaty, zdolne jedynie do działań instynktownych. Wyniki badań, poza wartością czysto poznawczą, mają także praktyczną - pokazują, że mózgi mniej ewolucyjnie rozwiniętych gatunków mogą stanowić przydatny model do badań neurologicznych.