Vědci nahlédli do minulosti: Mozek mihule odhaluje 450 milionů let starý evoluční plán obratlovců

Vědci vytvořili první trojrozměrný atlas mozku mihule, prastarého bezčelistného obratlovce, jehož tělesný plán se za zhruba 360 milionů let téměř nezměnil.

Vědci vytvořili první trojrozměrný atlas mozku mihule, prastarého bezčelistného obratlovce, jehož tělesný plán se za zhruba 360 milionů let téměř nezměnil. Tento detailní atlas, který je v podstatě mapou s vysokým rozlišením, ukazuje umístění každé buňky a genovou aktivitu v celém mozku mihule.

Výzkumný tým, vedený Su Bingem z Kunmingského zoologického institutu Čínské akademie věd ve spolupráci s BGI-Research a Liaoning Normal University, zjistil, že ačkoliv se mihule oddělily od čelistnatých obratlovců před přibližně 450 miliony let, jejich mozky sdílejí s mozkem myši nápadně podobné vzorce genové exprese v mnoha oblastech. Tento objev naznačuje, že společný předek všech obratlovců měl pravděpodobně již dobře organizovaný a molekulárně komplexní mozek. Studie tak pomáhá rekonstruovat evoluční plán ancestrálního mozku obratlovců a nabízí nové poznatky o tom, jak se mozky obratlovců postupně stávaly složitějšími.

Výzkum také ukázal, že každá vývojová linie si vyvinula vlastní inovace. Mihule má například unikátní neurony ve středním mozku a nadměrné Müllerovy buňky, zatímco savci si později vyvinuli propracovanější, vrstvenou kůru. Atlas rovněž naznačuje, jak se typy neuronů stávaly v průběhu evoluce specializovanějšími. Mihule disponuje všestranným typem buněk nazývaným anamniotické neurony (AEN), které současně přenášejí excitační i inhibiční signály – proces označovaný jako „moonlighting“. Tyto „moonlighting“ buňky jsou běžné u mihulí a dánia pruhovaného, ale vzácné u amniotů, kteří se spoléhají na „specializované“ neurony s vyhrazenými funkcemi. Vědci naznačují, že tento rozdíl souvisí se starobylou duplikací celého genomu. Navíc se ukázalo, že i mozeček, koordinační centrum mozku, má rané kořeny: buňky mihule připomínající mozečkové neurony ukazují na difúzní, primitivní „mozečkovou oblast“.

Tento výzkum, publikovaný v časopise Science, posouvá naše chápání evoluce mozku a otevírá dveře k dalším studiím, které mohou odhalit další detaily o vývoji komplexních nervových systémů.