Bureții fără creier conțin ecouri timpurii ale sistemului nervos

Creierele sunt ca niște bureți, sorbând informații noi. Dar bureții pot fi, de asemenea, puțin ca creierul.

Bureții, care sunt rude evolutive foarte îndepărtate ale oamenilor, nu au sisteme nervoase. Dar o analiză detaliată a celulelor bureților arată ceea ce ar putea fi doar un ecou al propriului nostru creier: celule numite neuroizi care se târăsc în jurul camerelor digestive ale animalului și trimit mesaje, raportează cercetătorii în 5 noiembrie. Ştiinţă.

Descoperirea nu oferă doar indicii despre evoluția timpurie a sistemelor nervoase mai complicate, dar ridică și multe întrebări, spune biologul evoluționist Thibaut Brunet de la Institutul Pasteur din Paris, care nu a fost implicat în studiu. „Acesta este doar începutul”, spune el. „Sunt mult mai multe de explorat.”

Celulele pândeau înăuntru Spongilla lacustris, un burete de apă dulce care crește în lacurile din emisfera nordică. „În glumă o numim Godzilla bureților” din cauza rimei cu Spongillaspune Jacob Musser, un biolog evoluționist din grupul lui Detlev Arendt de la Laboratorul European de Biologie Moleculară din Heidelberg, Germania.

Oricât de simpli sunt, acești bureți au o complexitate surprinzătoare, spune Musser, care a ajutat să scoată bureții de pe un doc metalic pentru feriboturi folosind raclete de vopsea. „Sunt niște creaturi atât de fascinante.”

imaginea unei Spongilla lacustris verde și galbenă pe fundul oceanului
Celulele găsite pândind înăuntru Spongilla lacustris (figurat), un burete de apă dulce care crește în lacurile din emisfera nordică, ar putea oferi indicii despre modul în care au evoluat sistemele nervoase.Kirt L. Onthank/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Cu bureții procurați, Arendt, Musser și colegii au căutat gene active în celulele bureților individuale, ajungând în cele din urmă la o listă de 18 tipuri distincte de celule, unele cunoscute și altele necunoscute. Unele dintre aceste celule au folosit gene care sunt esențiale pentru celulele nervoase mai sofisticate din punct de vedere evolutiv din alte organisme pentru a trimite sau a primi mesaje sub formă de mici bucăți de material celular numite vezicule.

O astfel de celulă, numită neuroid, a atras atenția oamenilor de știință. După ce au văzut că această celulă folosea acele gene implicate în semnalizarea celulelor nervoase, cercetătorii s-au uitat mai atent. O vedere printr-un microscop confocal a scos la iveală un loc neașteptat pentru celule, spune Musser. „Ne-am dat seama: „Doamne, sunt în camerele digestive”.

Structurile digestive mari, circulare, numite camere coanocitelor, ajută la mișcarea apei și a nutrienților prin canalele bureților, parțial prin bătaia anexelor cililor asemănătoare părului (SN: 3/9/15). Neuroizii pluteau în jurul unora dintre acești cili, au descoperit cercetătorii, iar unii dintre cilii de lângă neuroizi erau îndoiți în unghiuri care sugerau că nu se mai mișcau.

o celulă neuroidă violetă lângă o celulă digestivă acvatică
O celulă neuroidă (colorată în violet în această imagine cu micrografie electronică) se apropie de o celulă digestivă (aqua) în camera de hrănire a unui burete. Această proximitate oferă șansa ca neuroidul să trimită semnale către cealaltă celulă, spun oamenii de știință.Jacob Musser, Giulia Mizzon, Constantin Pape, Nicole Schieber/EMBL

Echipa suspectează că acești neuroizi trimiteau semnale către celulele însărcinate cu menținerea hrănirii cu buretele, poate folosind vezicule pentru a opri mișcarea cililor de obicei ondulați. Dacă da, acesta ar fi un nivel sofisticat de control pentru un animal fără sistem nervos.

Descoperirea sugerează că bureții folosesc fragmente de sisteme de comunicații care în cele din urmă s-au unit pentru a funcționa ca creierul altor animale. Înțelegerea detaliilor ar putea oferi indicii despre modul în care au evoluat sistemele nervoase. „Ce aveau animalele înainte de a avea un sistem nervos?” întreabă Musser. „Nu există multe organisme care să ne spună asta. Bureții sunt unul dintre ele.”