Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Bergen - les mer.
Dette havdyret får forskere til å tenke nytt om hjernens opprinnelse
Urgamle ribbemaneter har et overraskende avansert sanseorgan som kan sammenlignes med en elementær hjerne.
Dette 3D-bildet viser hvordan ribbemaneten Mnemiopsis leidyi ser ut ovenfra. Strukturen i midten er sanseorganet som nå sjokkerer forskere med sin kompleksitet.(Foto: Alexandre Jan)
Marion LebouvierMarionLebouvierMarion LebouvierKommunikasjonsrådgiver
Linn Therese Nicolaysen HauanLinn ThereseNicolaysen HauanLinn Therese Nicolaysen HauanKommunikasjonsrådgiver
Universitetet i BergenUniversitetet iBergen
Publisert
Nye 3D-bilder av et sanseorgan hos
ribbemaneter tyder på at en form for hjerne kan ha oppstått langt tidligere enn
antatt her på jorden.
– Det ser ut til at evolusjonen har oppfunnet en form for hjerne eller et nervesystem med et sentralt kontrollpanel, mer enn én gang, sier forsker Pawel Burkhardt.(Foto: Melanie Burford)
Ribbemaneter er gelatinøse dyr. De dukket
opp i havet for rundt 550 millioner år siden.
Disse skjøre, geléaktige dyrene
har et spesialisert sanseorgan kalt aboralt organ (AO). Organet hjelper dem å
registrere tyngdekraft, trykk og lys.
– AO er et unikt sensorisk system som er
langt mer komplekst enn tidligere antatt, sier forsker Pawel Burkhardt.
– Studien vår gir oss en betydelig bedre
forståelse av utviklingen av samordning av atferd hos dyr, sier han.
– Det
er så unikt
– Det er en utrolig spennende oppdagelse, sier forsker Anna Ferraioli. Hun ledet den nye studien.(Foto: Melanie Burford)
For å undersøke hvordan det aborale
organet er bygd opp, brukte forskerne et avansert mikroskop for å lage
detaljerte 3D-modeller.
Bildene avslørte hele 17 ulike celletyper, hvorav 11 har
vært ukjente hittil.
Denne store variasjonen i celletyper viser
at sanseorganet til ribbemaneten kan registrere flere typer signaler.
– Jeg ble umiddelbart overrasket over
mangfoldet av celler i det aborale organet. Det er en utrolig spennende
oppdagelse, sier forsker Anna Ferraioli.
– AO har en slående kompleksitet sammenlignet
med lignende organer hos andre dyregrupper som nesledyr og bilaterier. Det er
så unikt, sier hun.
Har enkelte likhetstrekk med nåtidens
hjerner
Resultatene viser at det aborale organet
er tett koblet til ribbemanetens nervesystem.
Det tette nettverket av
nerveceller og AO-celler kan både kommunisere ved å sende raske elektriske
signaler og langsommere kjemiske signaler.
Studien ble fremhevet på forsiden av tidsskriftet Science Advances.(Foto/ill.: Alexandre Jan & AAAS)
Til sammen har ribbemaneten et
blandet system som kombinerer flere måter å overføre signaler på.
– AO er definitivt ikke som vår hjerne,
men det kan sies å være det organet som ribbemaneter bruker som hjerne. AO
registrerer sannsynligvis lys og trykk, og hjelper dyrene med å orientere
kroppen sin i havet, sier Ferraioli.
Et fotografi av det aborale organet til en ung ribbemanet (til venstre). Det viser en koppformet struktur med balansefølsomme tyngdelegemer på toppen. Forskere brukte volumelektronmikroskopi til å lage en 3D-rekonstruksjon av organet (til høyre), og avdekket 17 celletyper, hvorav 11 tidligere var ubeskrevet.(Foto/illustrasjon: Carine Le Goff (venstre), Pawel Burkhardt (høyre))
Nervesystemer kan ha oppstått mer enn én gang
En stor del av den evolusjonære
diskusjonen handler om hvilket dyr som var det første som utviklet nerveceller
på jorden.
Annonse
Det er fortsatt uenighet om dette blant forskere.
Men denne studien
gir ny tyngde til ideen om at nervesystemer har oppstått mer enn én gang i
evolusjonen.
Forskerne undersøkte nemlig også ribbemanetenes
gener.
Mange av genene som styrer hvordan kroppen er bygd opp hos andre dyr, finnes også hos ribbemaneten.
Men mønstrene for genuttrykk er svært ulike.
Dette kan bety at det aborale organet ikke
er i slekt med hjernen hos andre dyr, men at det har utviklet seg selvstendig,
på en helt egen måte.
Det tyder på at hjernen kanskje har flere
evolusjonære røtter enn tidligere antatt.
– Det ser ut til at evolusjonen har oppfunnet en form for hjerne, eller et nervesystem med et sentralt kontrollpanel, mer enn én gang, sier Burkhardt.
Mer forskning må til for å forstå det aboralet organet bedre.
– Neste steg blir å forstå rollen til de nyoppdagede cellene og å undersøke nærmere hvordan AO påvirker ribbemanetens atferd, sier Ferraioli.
Forskerne undersøkte hvordan sanseorganet
hos ribbemaneten er bygget opp og hvordan det henger sammen med dyrets
nervesystem.
Funnene viser at sanseorganet er mye mer
komplekst enn antatt og at det minner om en tidlig form for hjerne.
Genuttrykket er helt unikt, noe som tyder på
at ribbemaneter kan ha utviklet et sentralisert nervesystem uavhengig av andre
dyr.
Funnene utfordrer ideen om at hjerner har
én enkelt evolusjonær start.
Studien antyder ikke at menneskehjernen
stammer fra ribbemaneten, men funnene utvider bildet av hvordan hjerner kan ha
utviklet seg i forskjellige dyregrupper.