Почему мозг кальмара строят по чертежам позвоночных
Осьминоги, кальмары и каракатицы — это, пожалуй, единственные существа на планете, чей интеллект мог бы соперничать с нашим, будь у них чуть больше социальных амбиций. Они мастерски маскируются, вскрывают банки с помощью инструментов, помнят маршруты и отличаются просто зверским любопытством. И всё это при том, что они — беспозвоночные. Как так вышло?
Головоногие моллюски отделились от нашей эволюционной ветви примерно 500 миллионов лет назад. Мы пошли своим путём, они — своим. У нас позвоночник, у них — щупальца. И тем не менее, и мы, и они обзавелись большим мозгом и зоркими глазами. Параллельная эволюция, да не простая, а схожая до молекулярного уровня.
Учёные из Гарварда решили выяснить, как именно у эмбрионов кальмара вида Doryteuthis pealeii формируется нервная система. И тут их ждал сюрприз.
Они взяли эмбрионы, пометили стволовые клетки будущей сетчатки флуоресцентным красителем и устроили за ними круглосуточную слежку с помощью микроскопов. Каждые 10 минут — новый снимок. Часами. Результат превзошёл ожидания.
Оказалось, что у кальмаров в глазах происходит ровно то же самое, что и у позвоночных. Клетки выстраиваются в так называемый «псевдомногослойный эпителий». Это звучит сложно, но выглядит как плотная толпа клеток, где все стоят в очередь к мембране, но при этом их ядра постоянно мигрируют вверх-вниз. Это движение — ключ к порядку. Оно не даёт ткани превратиться в хаос и позволяет ей расти дальше.
Древний чертёж природы
Раньше нейробиологи думали, что такая сложная структура — фишка исключительно позвоночных. Мол, именно благодаря такой организации наш мозг и может быть таким большим и извилистым. Но нет, кальмары пользуются тем же архитектурным планом.
«Наши результаты удивительны, — признаётся Кристен Кениг, одна из авторов исследования. — Многое из того, что мы считали уникальным для позвоночных, на поверку оказалось общим решением эволюции».
То есть, разделившись полмиллиарда лет назад, две ветви жизни независимо друг от друга пришли к одному и тому же инженерному решению: чтобы построить сложный мозг, клетки должны быть организованы в подвижный, плотный, слоистый эпителий с танцующими ядрами. Другого способа природа, видимо, не нашла.
Это не просто красивый факт для вечеринок. Это намекает на то, что механизмы нейрогенеза гораздо универсальнее, чем мы думали. И, возможно, изучая осьминогов, мы узнаем что-то важное о самих себе.
«Один из главных уроков здесь — насколько ценно изучать разнообразие жизни, — говорит Кениг. — Приглядываясь к другим, мы начинаем лучше понимать фундаментальные принципы собственного развития».
Команда не собирается останавливаться. Теперь они хотят разобраться, как у кальмаров появляются разные типы нейронов. Включаются ли нужные гены вовремя? Как клетка «выбирает» профессию? И похоже ли это на то, что происходит в нашем мозге?
Кто бы мог подумать, что разгадка тайн человеческого разума может прятаться где-то в глубинах океана, в глазах существа с восемью ногами.
