Τα κτενοφόρα, τα διάφανα πλάσματα που φωτίζουν τους ωκεανούς με τα χρωματιστά τους κύματα, θεωρούνταν από τα πιο «απλά» ζώα του πλανήτη. Νέα έρευνα αποκαλύπτει ότι το κεντρικό αισθητήριο όργανό τους είναι εκπληκτικά πολύπλοκο — και αυτό αλλάζει ό,τι ξέραμε για την εξέλιξη του νευρικού συστήματος.
Πριν από περίπου 550 εκατομμύρια χρόνια, τα κτενοφόρα έκαναν την εμφάνισή τους στους πρωτόγονους ωκεανούς της Γης. Για δεκαετίες, η επιστήμη τα αντιμετώπιζε ως ζωντανά παραδείγματα βιολογικής απλότητας — ζελατινώδη πλάσματα χωρίς ιδιαίτερη νευρολογική πολυπλοκότητα. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Science Advances έρχεται να αναθεωρήσει αυτή την εικόνα ριζικά.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μπέργκεν στη Νορβηγία χρησιμοποίησαν μια προηγμένη τεχνική τρισδιάστατης απεικόνισης — την ογκομετρική ηλεκτρονική μικροσκοπία — για να χαρτογραφήσουν με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια το λεγόμενο «αβορικό όργανο» (aboral organ) των κτενοφόρων. Πρόκειται για τη δομή που επιτρέπει στο ζώο να προσανατολίζεται στα βάθη του ωκεανού, ανιχνεύοντας τη βαρύτητα, τις μεταβολές πίεσης και την κατεύθυνση του φωτός. Αυτό που βρήκαν τους άφησε άναυδους.
Το αβορικό όργανο αποτελείται από περίπου 900 κύτταρα που ανήκουν σε 17 διαφορετικούς τύπους — εκ των οποίων οι 11 είναι εντελώς άγνωστοι στην επιστήμη. «Εκπλάχθηκα σχεδόν αμέσως από τη μορφολογική ποικιλομορφία των κυττάρων του αβορικού οργάνου», λέει η Anna Ferraioli, μοριακή βιολόγος και πρώτη συγγραφέας της μελέτης. Το δίκτυο νεύρων του ζώου συγκλίνει σε έναν πυκνό κεντρικό κόμβο που περιβάλλει το όργανο, ενώ οι συνάψεις μεταξύ των δύο δομών δημιουργούν ένα σαφές μονοπάτι για τη μεταφορά ηλεκτρικών σημάτων.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η ανακάλυψη κυττάρων γεμάτων κυστίδια — μικρές σακούλες που αντλούν χημικές ουσίες μέσα και έξω από τα κύτταρα. Αυτός ο τύπος επικοινωνίας, γνωστός ως «volume transmission», είναι ο τρόπος με τον οποίο ουσίες όπως η ντοπαμίνη, η σεροτονίνη και η ισταμίνη δρουν στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Αντί για γρήγορη, στοχευμένη επικοινωνία μέσω συνάψεων, αυτοί οι νευροδιαβιβαστές «πλένουν» τα κύτταρα, επηρεάζοντας τη δραστηριότητά τους με πιο αργό και διάχυτο τρόπο.
Το εύρημα αποκτά ακόμα μεγαλύτερη σημασία αν λάβουμε υπόψη τη θέση των κτενοφόρων στο εξελικτικό δέντρο. Μαζί με τα σπόγγια, θεωρούνται οι πιο πιθανοί υποψήφιοι για τον τίτλο του αρχαιότερου «σχεδιαγράμματος» ζωικής ζωής — δηλαδή, από όλα τα ζώα που υπάρχουν σήμερα, τα κτενοφόρα φαίνεται να είναι τα πιο συγγενικά με τον τελευταίο κοινό πρόγονό μας. Τα γονίδια και τα μόρια που χρησιμοποιούν για να σχηματίσουν αυτό το πρωτόγονο κεντρικό νευρικό σύστημα είναι μοναδικά, διαφορετικά από εκείνα των μέδουσων ή των πολυχαίτων σκουληκιών.
«Η εξέλιξη φαίνεται να έχει εφεύρει τα κεντρικά νευρικά συστήματα περισσότερες από μία φορές», σημειώνει ο Pawel Burkhardt, εξελικτικός βιολόγος και επικεφαλής της έρευνας. Το αβορικό όργανο δεν μοιάζει με τον ανθρώπινο εγκέφαλο, αλλά λειτουργεί ως εγκέφαλος για το κτενοφόρο. Κι αυτό σημαίνει ότι η κεντρικοποίηση της νευρικής λειτουργίας μπορεί να εμφανίστηκε στη ζωική ανατομία πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι πιστεύαμε — απλώς με εντελώς διαφορετική μορφή από τη δική μας.
.
