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この古代の海洋生物にはすでに脳があった可能性がある

有櫛動物 (一般にクシクラゲとして知られている) は、約 5 億 5,000 万年前に地球の海に出現した繊細なゼラチン状の海洋動物です。これらの生物には、腹部器官 (AO) と呼ばれる特殊な感覚構造があり、重力、圧力、光を検出できます。で発表された新しい形態学的研究 科学の進歩 これは、この器官が以前の研究で示唆されていたよりも大幅に複雑であることを示しています。 「私たちは、AOが複雑で機能的にユニークな感覚システムであることを示しました」とベルゲン大学マイケル・サース・センターのグループリーダー、パヴェル・ブルクハルト氏は述べた。 「私たちの研究は、動物の行動調整の進化についての理解を大幅に深めます。」 古代の臓器の細胞構造のマッピング 腹部器官が内部でどのように組織化されているかを理解するために、研究者らはオックスフォード・ブルックス大学のマイケ・キッテルマン氏と共同で、高度な体積電子顕微鏡を使用した。このアプローチにより、構造の非常に詳細な 3 次元復元を作成することができました。 分析により、これまで同定されたことのない11種類の分泌細胞および繊毛細胞タイプを含む、腹側器官内の17種類の異なる細胞タイプが明らかになりました。この多種多様な細胞は、AO が洗練された多峰性の感覚器官として機能していることを裏付けています。 「腹部器官細胞の形態学的多様性には、すぐに驚きました。ボリュームEMデータを扱うことは、毎日新しいエキサイティングなことを発見しているような気分です」と、マイケル・サーズ・センターの博士研究員であり、この研究の筆頭著者であるアンナ・フェライオーリ氏は語った。 「AOは、刺胞動物や左右相称動物の頂端器官と比較すると驚くほど複雑です。とてもユニークです!」 ハイブリッド神経通信システム 細胞の多様性を超えて、腹側器官はクシクラゲの神経系とも密接に関係しているようです。有櫛動物は、体全体に連続した構造を形成する融合ニューロンで構成される神経ネットワークを持っています。 研究者らは、この神経網が腹部器官の細胞と直接的なシナプス接続を形成し、双方向通信の経路を作り出していることを発見した。同時に、AO 内の多くの細胞には多数の小胞が含まれており、体積伝達として知られるプロセスを通じて広範な化学シグナルを放出している可能性があることを示しています。これらのメカニズムを総合すると、この臓器がシナプス型と非シナプス型の両方のシグナル伝達に依存していることが示唆されます。 「私たちの研究は、形態学の研究からどれだけ学べるかについて重要な視点を提供すると思います」とフェライオーリ氏は説明する。 「AOは間違いなく私たちの脳とは似ていませんが、有櫛動物が脳として使用する器官として定義できるでしょう。」 脳の進化に関する手がかり 研究チームはまた、特定の発生遺伝子が有櫛動物でどのように発現されるかを調べた。他の動物の身体組織の形成に関与する多くの遺伝子がこれらの生物に存在しますが、その発現パターンは大幅に異なります。 この違いは、腹側器官が他の動物グループに見られる脳と直接的に同等ではない可能性があることを示唆しています。 「言い換えれば、進化の過程で集中神経系が複数回発明されたようだ」とブルクハルト氏は付け加えた。 神経構造と行動を結びつける 研究者らは、高速イメージングと1,000個を超える細胞の三次元再構成を組み合わせることで、融合ニューロンのネットワークが動物の体のさまざまな部分の繊毛の鼓動をどのように調整するかを示した。この調整により、クシクラゲは水中を移動する際にその方向を維持することができます。 「他の海洋生物の神経回路との類似性は、重力感知に匹敵する解決策が遠い動物の系統で独立して進化した可能性を示唆している」と城倉氏は述べた。 神経系の起源を再考する #この古代の海洋生物にはすでに脳があった可能性がある