تم تتبع تطور الرأس بشكل مفاجئ بعيدًا عن خط أسلافنا

ماذا يوجد في الرأس؟ وفقا لبحث جديد ، قليلا من ذيول أسلافنا.

في الأيام الأولى للحياة المعقدة متعددة الخلايا على الأرض ، بدأت الحيوانات بدون أي أشواك أو أدمغة. كان لديهم فقط شبكة من الخلايا العصبية منتشرة في جميع أنحاء الجسم. ومع ذلك ، على مدار ملايين السنين ، أصبح هذا النظام مركّزًا بطريقة ما على طرف واحد. ولكن كيف؟

Tunicates ، أو “نافورات البحر” ، هي أقرب الأقارب الأحياء للفقاريات ، وهم ليس لديك رأس حقيقي.

وبدلاً من ذلك ، يتكون نظامهم العصبي المركزي من كتل من الخلايا العصبية في الأجزاء الأمامية والخلفية من الجسم، مع حبلا ظهريا يربط بينهما. كبالغين ، تبدو هذه الحيوانات مثل النقط الراكدة مثل الإسفنج ، مع عدم وجود رأس أو ذيل واضح. ولكن كما يرقات تشبه الشرغوف، فإن مخهم أسهل في التعرّف عليه.

“Tunicates هي مثل نموذج تطوري للفقاريات ،” يشرح عالم الحيوان Ute Rothbächer من جامعة إنسبروك في النمسا. “ربما كان سلفنا المشترك يشبه إلى حد بعيد اليرقة الغلالة.”

PIC Tunicate الشرغوف يظهر الخلايا العصبية ذات الذيل ثنائي القطب (أخضر). (جامعة إنسبروك)

لا يتفق جميع علماء التطور مع هذا: مجال البحث الخلافي. لكن روثباشر وزملاؤه وجدوا مؤخرًا أدلة تدعم أفكارهم.

وجد بحثهم أن جينات Hmx ، التي تُشفِّر لزوج من الخلايا العصبية في ذيل الشرغوف tunicate tadpole ، مرتبطة بالجينات التي تكوِّد كتل الخلايا العصبية في رأس الجلكى.

تعتبر الجلكيات “أحافير حية” لأنها كانت موجودة منذ فترة طويلة مع القليل من التغيير في نوعها. هذه الحيوانات البحرية هي بعض من الفقاريات الأولى ، وهي تشبه نوعًا ما مثل ثعبان البحر.

كانت القفزة التطورية من حياة الغلالة إلى حياة ثعبان البحر قفزة كبيرة ، ولكن يبدو أن جين Hmx قد نجح في تجاوز الانقسام. يختلف تأثيره قليلاً بين الفقاريات.

عند تضفير جينات Hmx من لامبري في نوع سترة يسمى Ciona intestinalis، وجد الباحثون أن الجين ساعد في دفع التعبير عن الخلايا العصبية الذيلية ثنائية القطب.

لكن في الجلكيات ، ساعدت الجينات نفسها في دفع التعبير عن الخلايا العصبية الحسية في الجمجمة.

على الرغم من تأثيرها على الأعصاب في أجزاء مختلفة من الجسم ، فإن الوظيفة المماثلة لجينات Hmx في الجلكى والطلقات تشير إلى أن لها أصلًا تطوريًا مشتركًا وربما لعبت دورًا في مركزية الجهاز العصبي.

“لقد ثبت أن Hmx هو جين مركزي تم حفظه عبر التطور ،” يقول عالم الحيوان أليساندرو بيناتي ، وهو أيضًا من جامعة إنسبروك.

“لقد احتفظت بوظيفتها وهيكلها الأصلي ، وربما وجدت في هذا الشكل في السلف المشترك للفقاريات والسترات.”

تشير النتائج إلى أن أدمغة الفقاريات ربما تم إعادة تدويرها ذات مرة من أجهزة أسلافها منذ ملايين السنين. و ها هنا نحن ذا.

تم نشر الدراسة في طبيعة سجية.