海綿 ( S pongilla lacustris )的消化室(如圖所示)將水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到動(dòng)物體內(nèi)。研究人員發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)樣細(xì)胞(這張電子顯微照片中的藍(lán)色細(xì)胞)與稱(chēng)為纖毛的細(xì)胞卷須(圖像中央的黑色細(xì)卷須)緊密接觸，可能是為了告訴它們停止揮動(dòng)。
海綿是人類(lèi)非常遠(yuǎn)親的進(jìn)化親戚，沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)。但對(duì)海綿細(xì)胞的詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，可能只是我們自己大腦的回聲：稱(chēng)為神經(jīng)元的細(xì)胞在動(dòng)物的消化腔周?chē)佬胁l(fā)出信息，研究人員在 11 月 5 日的《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)。
巴黎巴斯德研究所的進(jìn)化生物學(xué)家 Thibaut Brunet 說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)不僅為更復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)的早期進(jìn)化提供了線(xiàn)索，而且提出了許多問(wèn)題，他沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。“這僅僅是個(gè)開(kāi)始，”他說(shuō)。“還有很多東西需要探索。”
這些細(xì)胞潛伏在Spongilla lacustris中，這是一種生長(zhǎng)在北半球湖泊中的淡水海綿。“我們開(kāi)玩笑地稱(chēng)它為海綿哥斯拉”，因?yàn)樗cSpongilla押韻，德國(guó)海德堡歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室 Detlev Arendt 小組的進(jìn)化生物學(xué)家 Jacob Musser 說(shuō)。
Musser 說(shuō)，盡管它們很簡(jiǎn)單，但這些海綿卻有著驚人的復(fù)雜性，他使用油漆刮刀幫助將海綿從金屬渡輪碼頭上撬下來(lái)。“他們是如此迷人的生物。”
在獲得海綿后，Arendt、Musser 和同事尋找在單個(gè)海綿細(xì)胞中活躍的基因，最終得出了 18 種不同類(lèi)型細(xì)胞的列表，其中一些是已知的，一些是未知的。這些細(xì)胞中的一些使用的基因?qū)τ谄渌矬w中更復(fù)雜的進(jìn)化神經(jīng)細(xì)胞來(lái)說(shuō)是必不可少的，它們以稱(chēng)為囊泡的細(xì)胞物質(zhì)的小團(tuán)塊的形式發(fā)送或接收信息。
一種這樣的細(xì)胞，稱(chēng)為類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞，引起了科學(xué)家們的注意。在發(fā)現(xiàn)這個(gè)細(xì)胞正在使用那些參與神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的基因后，研究人員進(jìn)行了更仔細(xì)的觀(guān)察。Musser 說(shuō)，通過(guò)共聚焦顯微鏡觀(guān)察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞出乎意料的位置。“我們意識(shí)到，'我的上帝，他們?cè)谙依铩?#39;”
稱(chēng)為軟骨細(xì)胞室的大型圓形消化結(jié)構(gòu)有助于通過(guò)海綿管移動(dòng)水和養(yǎng)分，部分原因是毛發(fā)狀纖毛附屬物的跳動(dòng) ( SN: 3/9/15 )。研究人員發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元在其中一些纖毛周?chē)腔玻窠?jīng)元附近的一些纖毛彎曲成一定角度，表明它們不再移動(dòng)。
JACOB MUSSER、GIULIA MIZZON、CONSTANTIN PAPE、NICOLE SCHIEBER/EMBL
該團(tuán)隊(duì)?wèi)岩蛇@些神經(jīng)樣細(xì)胞正在向負(fù)責(zé)保持海綿進(jìn)食的細(xì)胞發(fā)送信號(hào)，可能使用囊泡來(lái)阻止通常起伏的纖毛的運(yùn)動(dòng)。如果是這樣，對(duì)于沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，這將是一種復(fù)雜的控制水平。
這一發(fā)現(xiàn)表明，海綿正在使用通信系統(tǒng)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，這些通信系統(tǒng)最終聚集在一起作為其他動(dòng)物的大腦工作。了解細(xì)節(jié)可能會(huì)為神經(jīng)系統(tǒng)如何進(jìn)化提供線(xiàn)索。“在動(dòng)物有神經(jīng)系統(tǒng)之前，它們有什么?” 馬瑟問(wèn)道。“沒(méi)有多少生物可以告訴我們這一點(diǎn)。海綿就是其中之一。”
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶(hù)上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！