_ Blind cavefish studiul oferă noi perspective asupra evoluției neuronilor din creierul vertebratelor

Ipotezele care pot părea evidente nu sunt întotdeauna exacte atunci când vine la evoluția creierului de vertebrate. Cercetătorii de la Universitatea din Bayreuth au demonstrat acum acest lucru examinând cel mai mare neuron din creierul unui pește de peșteră mexican orb. Descoperirile lor au fost publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences.

În cursul evoluției, creierul vertebratelor se poate schimba ca răspuns la adaptarea la un nou habitat sau la condițiile de viață modificate. Până acum, înțelegerea noastră a evoluției creierului la vertebrate s-a bazat în principal pe modificări ale structurilor mai mari ale creierului și pe conștientizarea faptului că anumite tipuri de celule au suferit, de asemenea, modificări.

Cu toate acestea, factorii de selecție care modelează caracteristicile individului neuronii în timpul evoluției sunt dificil de studiat și rămân prost înțeleși. Astfel de perspective necesită cunoașterea detaliată a formei și funcției neuronilor investigați, precum și o modificare semnificativă a unui factor critic de mediu care ar putea servi drept presiune selectivă.

Înțelegerea modului în care schimbările de mediu au modificat creierul vertebratelor. timpul contribuie la cunoașterea noastră despre biodiversitate și la evoluția comportamentelor la vertebrate, inclusiv la oameni.

Tetra mexicană (Astyanax mexicanus) este un pește de apă dulce care există în mod natural într-o formă de suprafață care locuiește pe râu și mai multe forme de locuințe în peșteri care au evoluat independent. Spre deosebire de forma de suprafață, unele dintre formele care locuiesc în peșteri nu au ochi funcționali, care au regresat în timpul evoluției, deoarece, în absența luminii, peștii orbi din peșteri nu se confruntau cu niciun dezavantaj și se puteau reproduce.

Cu toate acestea, o caracteristică comună între formele de suprafață și peșteră este neuronul Mauthner, cel mai mare neuron din creierul posterior al peștilor. Ca așa-numit neuron de comandă multisenzorial, primește informații de la diferite organe senzoriale (inclusiv ochi și urechi) și, atunci când este necesar, declanșează un răspuns de evadare în milisecunde.

„Lipsa prădătorilor în peșteră. mediul înconjurător și pierderea vederii în forma de peșteră pe care am studiat-o sugerează o reducere drastică a neuronului Mauthner și pierderea ramului dendritic care procesează Cu toate acestea, am constatat că această presupunere aparent evidentă este incorectă”, spune dr. Peter Machnik, șeful studiului la Departamentul de Fiziologie Animală al Universității din Bayreuth.

Pentru a obține Aceste perspective, cercetătorii de la Bayreuth au examinat și comparat celulele Mauthner de la suprafața și formele de peșteră ale tetra mexicană. Rezultatul: în forma peșteră, toate caracteristicile structurale și funcționale ale neuronului rămân intacte, în ciuda schimbării semnificative a mediului.

„Studiul nostru sugerează că neuronul Mauthner din tetra mexicană oarbă este supus o formă complexă de selecție stabilizatoare, care nu este încă înțeleasă, dar care păstrează trăsăturile caracteristice ale neuronului Mauthner Ramura dendritică a neuronului, care procesează informațiile vizuale specii observate, încă joacă un rol și ar putea acum să proceseze alte intrări senzoriale", explică Machnik.

"Ceea ce este deosebit de special la acest studiu este că am legat avantajele diferitelor forme ale tetra mexicane la cele ale neuronului Mauthner ca neuron multisenzorial identificabil individual Acesta este un exemplu clar și verificabil al modului în care predicțiile despre evoluția tipurilor de neuroni în creierul vertebratelor. să fie departe de a fi de la sine înțeles”, spune profesorul dr. Stefan Schuster, șeful Departamentului de Fiziologie Animală.

(Fluierul)