Badania pokazują powiązanie między mózgiem przodka a ewolucją
[Data: 2011-10-03]
Biologowie przyznają, że pojawienie się pełnych szczęk odgrywa zasadniczą rolę w historii naszej ewolucji, niemniej do tej pory nie byli w stanie udowodnić tego na podstawie skamielin. Międzynarodowy zespół naukowców sugeruje, że reorganizacja mózgu i organów czuciowych może rzucić światło na sukces ewolucyjny kręgowców (zwierząt z kręgosłupem). W trakcie badań, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Nature, przyjrzano się bliżej mózgowi skamieniałej, bezszczękowej ryby liczącej 400 mln lat, która jest ewolucyjnym łącznikiem między współczesnymi kręgowcami bezszczękowymi a szczękowymi. Prace zostały dofinansowane z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.
Naukowcy z Chin, Francji, Szwajcarii i Wlk. Brytanii zbadali strukturę głowy prymitywnej ryby bezszczękowej z klasy galeaspida za pomocą wysokoenergetycznej wiązki promieni rentgenowskich w Swiss Light Source, Instytut im. Paula Scherrera (PSI) w Szwajcarii. Prace umożliwiły pokazanie kształtu mózgu i organów czuciowych osobnika.
Profesor Marco Stampanoni z PSI, współautor raportu z badań, zauważa: „Wykorzystaliśmy akcelerator cząstek zwany synchrotronem jako źródło promieniowania rentgenowskiego w celu przeprowadzenia nieniszczącej mikroskopii 3D próbki. Umożliwiło to nam wykonanie doskonałego modelu komputerowego skamieliny, który mogliśmy pociąć w dowolny sposób, bez uszkadzania w jakikolwiek sposób samej skamieliny. W innym przypadku nigdy nie uzyskalibyśmy pozwolenia na zbadanie skamieliny!”
„Mogliśmy zobaczyć ścieżki wszystkich żył, nerwów i arterii, które znajdowały się w mózgu tych niezwykłych skamielin” – wyjaśnia naczelny autor Gai Zhi-kun z Uniwersytetu w Bristolu w Wlk. Brytanii i z Instytutu Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców (IVPP) w Chinach. „Były one wyposażone w mózgi podobne do współczesnych rekinów – ale nie miały szczęk. Udało nam się wykazać, że mózg kręgowców przeszedł reorganizację przed ewolucyjnym pojawieniem się szczęk.”
Wypowiadając się na temat wyników uzyskanych w toku badań, profesor Philip Donoghue, jeden ze współautorów raportu, z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Bristolu, stwierdził: „W embriologii współczesnych kręgowców, szczęki rozwijają się z komórek macierzystych, które migrują do przodu z tyłomózgowia i w dół między kształtującymi się nozdrzami. Tak się nie dzieje i nie może się stać w przypadku współczesnych kręgowców bezszczękowych, ponieważ mają one pojedynczy organ nosowy, który po prostu w tym przeszkadza.”
Zdaniem naukowców ich odkrycia przyniosły potrzebne odpowiedzi.
„To pierwsza realna przesłanka etapów, które doprowadziły do ewolucyjnego pochodzenia kręgowców szczękowych, na które skamielina dostarcza nam niezbitego dowodu” – mówi profesor Min Zhu z IVPP.
Jednym z wyzwań, z jakim naukowcy musieli się zmierzyć w czasie rozwiązywania tej ewolucyjnej zagadki był brak dostępnej technologii potrzebnej do przeprowadzenia prac.
Jak mówi współautor profesor Philippe Janvier z Muséum national d’Histoire naturelle w Paryżu, we Francji: „Badania były wstrzymywane przez całe dekady w oczekiwaniu na technologię, która pozwoli nam zajrzeć do wnętrza skamieliny nie niszcząc jej.” Podkreśla, że naukowcy, mimo różnych dziedzin specjalizacji, nie byliby w stanie przeprowadzić tych badań i uzyskać niezbędnych wyników, jeżeli nie współpracowaliby ze sobą.
Więcej informacji:
Uniwersytet w Bristolu:
http://www.bris.ac.uk/
Nature:
http://www.nature.com/nature/index.html
Teksty pokrewne: 33370
Kategoria: Wyniki projektów
Źródło danych: Uniwersytet w Bristolu
Referencje dokumentu: Gai, Z., et al., (2011) 'Fossil jawless fish from China foreshadows early jawed vertebrate anatomy’, Nature 476: 324-327. DOI: 10.1038/nature10276.
Indeks tematyczny: Koordynacja, wspólpraca; Nauki biologiczne; Badania Naukowe
RCN: 33875
http://cordis.europa.eu/
