Perbincangan mengenai peranan ctenophore dalam evolusi berterusan • Sergey Yastrebov • Berita sains mengenai "Unsur" • Evolusi, Neurobiologi, Sistematik

Perbincangan mengenai peranan ctenophore dalam evolusi berterusan

Rajah. 1. Pelakon evolusi awal haiwan. A – bendera pinggang Salpingoeca (wakil saudara haiwan uniselular). B – span biasa Halichondria. C – gelas kaca Euplectella. D – kapur limau Sycon. E – span homosomomorfik Oscarella. F – trihoplaks (Trichoplax, satu-satunya wakil plat). G – polip karang Nematostella (jahitan wakil). H – jeli sikat Mnemiopsis. Saya – cacing rata enterik Convoluta (wakil simetri dua hala). Perlu diberi perhatian kepada pelbagai spons: walaupun pada skala ini mereka diwakili oleh empat kumpulan besar, agak berbeza antara satu sama lain. Sesetengah ahli zoologi percaya bahawa span bukan cawangan, tetapi tahap evolusi keseluruhan, walaupun kajian genetik baru-baru ini membuat pendapat ini sangat kontroversi. The ctencher diletakkan di antara benturan dan dua yang berorientasi simetris: ini mencerminkan idea pengarang tentang tempat ctenophores di pokok evolusi, yang mungkin menjadi usang. Penjelasan tersisa di dalam teks. Ilustrasi dari artikel: C. Nielsen, 2008. Apa yang kita larva larva?

Salah satu masalah yang paling serius dalam filogenetik moden (sains kekeluargaan organisma hidup) boleh dipanggil masalah kedudukan ctenophore jenis pada pokok evolusi.Mereka pernah dikatakan sebagai saudara-saudara yang bertengkar atau bahkan dua belah pihak yang simetris, tetapi kajian baru-baru ini tentang genom ctenophore menunjukkan bahawa mereka mungkin yang paling tua (dan dalam arti ini "primitif") cawangan evolusi di kalangan semua haiwan multiselular pada umumnya. Ini mungkin bermaksud bahawa sistem saraf telah timbul dua kali dalam evolusi: dalam ctenofores dan nenek moyang bersama dengan yang berorientasikan dua belah. Data neurobiologi membuat versi sedemikian berkemungkinan besar, tetapi hanya di bawah keadaan bahawa cabang evolusi ctenofores memang merupakan yang paling tua di seluruh pokok evolusi haiwan. Dan ia masih memerlukan pengesahan tambahan.

Dalam kebanyakan haiwan terdapat sel khusus yang boleh menghantar maklumat menggunakan isyarat elektrik. Seperti yang anda sangka, sel-sel ini dipanggil saraf. Setiap sel saraf – neuron – terdiri daripada badan dan proses (selalunya sangat panjang) yang boleh cawangan dan dihubungkan dengan neuron lain. Hubungan antara neuron, di mana isyarat ditularkan, dipanggil sinaps (Rajah 2).

Rajah. 2 Skim neuron dan sinaps.Proses neuron, di mana isyarat elektrik pergi ke badan sel, dipanggil dendrite, yang keluar dari badan – axon. Terdapat bilangan proses yang berbeza, beberapa dendrite dan satu akson bukan satu-satunya kes yang mungkin. Sarung Myelin, mempercepatkan laluan isyarat melalui akson, tidak di semua neuron. Penjelasan tersisa di dalam teks. Gambar dari thethirdsource.org, dengan perubahan

Isyarat proses neuron adalah dalam bentuk arus elektrik. Tetapi penghantaran dari satu neuron kepada yang lain lebih rumit. Sebagai peraturan, membran luar neuron yang berlainan tidak menyentuh sinaps – sisa sinaptik yang dipanggil di antara mereka. Dalam jurang ini, satu neuron melepaskan bahan yang bertindak pada neuron lain sedemikian rupa sehingga ia mengubah cas elektrik dan arus arus. Bahan semacam itu dipanggil neurotransmitter atau, untuk pendek, hanya mediator.

Lebih dari empat puluh tahun yang lalu, ahli neurofisiologi Dmitry Sakharov (juga dikenali sebagai penyair Dmitry Sukharev) secara serius menanyai dirinya yang menarik, tetapi sedikit di mana soalan yang menyala: kenapa ada begitu banyak neurotransmitter?

Titik di sini adalah ini.Molekul neurotransmitter boleh bertindak pada neuron hanya melalui protein reseptor yang duduk di dalam sel membrannya, yang mana ia harus datang secara literal sebagai kunci kepada kunci. Pada masa yang sama, reseptor yang berbeza untuk pengantara yang sama sering berlaku di sel-sel yang berbeza. Selain itu, pelbagai reseptor untuk neurotransmiter adalah sangat besar. Pada dasarnya, mereka boleh "disesuaikan" untuk apa-apa kesan yang diingini.

Ini bermakna pekerjaan mana-mana – sewenang-wenangnya sewenang-wenangnya! – Secara teorinya, pengantara tunggal secara teorinya boleh menyediakan sistem saraf jika reseptor yang berlainan untuknya diletakkan di dalam sel yang berbeza. Jika perlu, pengantara ini akan menyebabkan rangsangan, jika perlu – perencatan. Pelbagai jenis reseptor yang sedia ada mengenai perkara ini tentu saja cukup. Tetapi dalam keadaan sebenar tidak ada sistem saraf sedemikian. Walaupun dalam haiwan yang paling mudah dengan sel-sel saraf, selalu terdapat beberapa mediator. Sebagai peraturan, mereka dibezakan oleh pelbagai jenis neuron. Sebagai contoh, seseorang mempunyai neuron dengan acetylcholine (cholinergic), ada neuron dengan norepinephrine (adrenergic), dan ada mediator lain yang memancarkan, yang kami mempunyai sejumlah sedozen.Tetapi setiap pengantara menghendaki bukan sahaja penerima reseptor, tetapi juga alat sintesis yang berasingan, yang boleh agak kompleks.

Banyaknya mekanisme kimia yang melaksanakan tugas yang sama adalah perkara yang aneh. Dan untuk menjelaskan ini, Sakharov mencadangkan hipotesis yang berani tentang pelbagai asal neuron. Pada pendapatnya, sel-sel yang memancarkan pelbagai jenis mediator menjadi neuron secara bebas antara satu sama lain, dan kemudiannya "dikumpulkan" ke dalam sistem saraf tunggal (D. A. Sakharov, 1972. Mengapa neuron berbeza? // Alam No. 52-62). Dengan kata lain, Sakharov percaya bahawa tisu saraf telah muncul beberapa kali dalam perjalanan evolusi.

Pada abad ke-21, pakar neurobiologi Leonid Moroz (Leonid Moroz) kembali kepada idea ini Sakharov, menambahnya. Beliau mencadangkan bahawa tisu saraf (dan neuron seperti) timbul beberapa kali sepenuhnya secara bebas dalam kumpulan haiwan yang berlainan. Ini bermakna bahawa sistem saraf mempunyai asal poliphyletik: nenek moyang biasa yang terakhir dari semua pemiliknya tidak mempunyai sel-sel saraf (L. Moroz, 2009). Pada Asal-usul Bebas Brain dan Neuron Kompleks).

Pada mulanya, hipotesis Moroz seolah-olah kebanyakan ahli biologi semata-mata spekulatif, dan oleh itu tidak layak perhatian khusus. Tetapi tidak lama kemudian dia mula disahkan oleh data baru, terutamanya berkaitan dengan kumpulan ctenophore.Ini adalah haiwan laut lut dengan simetri radial badan, biasanya terapung di dalam tiang air dengan bantuan silia. Sistem saraf combevic adalah, dan agak rumit. Tetapi kedudukan mereka di pokok evolusi masih sangat kontroversi. Di sini ada ruang untuk pelbagai idea berani.

Rajah. 3 Pelbagai ctenophore. APleurobrachia bachei, dipanggil dalam bahasa Inggeris "gooseberry laut" (gooseberry laut). Nama ini disebabkan oleh hakikat bahawa baris silia (lebih tepatnya, plat dayung di mana mereka terpaku bersama) bentuk band kira-kira seperti pada seekor gooseberry. BMnemiopsis leidyi. CBeroe gracilis, dicirikan oleh ketiadaan tengkorak dan pakar dalam memberi makan ctenophores lain. Dalam kes ini, dia menelan ctenophore yang lebih kecil Pleurobrachia pileus. DThalassocalyce inconstansyang kelihatan seperti ubur-ubur. ECoeloplana astericola, salah satu daripada beberapa ctenofores yang bukannya cara hidup yang terapung, tetapi merangkak. Ctenophora itu sendiri berwarna kuning-coklat, dengan tentakel panjang bercabang. Anda boleh melihat bintang laut merah di bawahnya. Echinaster luzonicus. Ilustrasi artikel dalam perbincangan Evodevo

Pada amnya, zoologi moden mengenal pasti lima cabang evolusi utama haiwan multiselular:

  • Combs (Rajah 3).
  • Sponges – makhluk laut dan air tawar, dalam keadaan dewasa tidak bergerak.
  • Lamellaryang mana dalam fauna moden hanya trichoplex menjalar kecil merujuk.
  • Strumming – Pelbagai ubur-ubur, hidras, anemoni laut, batu karang.
  • Simetri dua hala (bilateria), dari cacing kepada manusia.

Bilaterium, clinging dan ctenophore mempunyai sistem saraf. Mereka tidak mempunyai spongel dan lamaran, dan tidak ada bukti yang meyakinkan bahawa nenek moyang mereka pernah memilikinya. Walau apa pun, dalam kumpulan ini tiada jejak sinapsinya.

Di antara binatang-binatang yang mempunyai sistem saraf, hubungan dekat antara bilateria dan yang menonjol adalah tidak diragukan. Kedua-dua cawangan evolusi (dan tiada yang lain) kini diputuskan untuk bersatu dalam kumpulan yang berkaitan, bernama Planulozoa. Ctenophores tidak termasuk dalam kumpulan Planulozoa. Tetapi di mana mereka masuk tidak jelas.

Sekitar dua tahun yang lalu, sekumpulan besar ahli biologi Amerika menerbitkan karya genetik molekular yang berpendapat bahawa ctenophores tidak lebih dan tidak kurang daripada cawangan haiwan multiselular tertua, sekurang-kurangnya semua yang telah bertahan hingga zaman moden (lihat manfaat kemunculan dua sistem saraf pada haiwan, "Unsur", 12/19/2013). Ini bermakna bahawa ctenophores bercabang dari batang biasa pokok evolusi haiwan jauh lebih awal daripada sponges dan lamellar.Dan dengan itu, kedua-dua cawangan pemilik sistem saraf – ctenophores dan Planulozoa – jatuh menjadi sangat berbeza (sebenarnya, sangat jauh dari satu sama lain!) Titik pokok ini.

Ini dapat dijelaskan dalam dua cara:

1) Nenek moyang biasa haiwan multisel sudah mempunyai sistem saraf. Ini bermakna bahawa span dan lamela telah hilang, dan ctenophores, clinging dan bilateria, telah menyelamatkannya.

2) Nenek moyang biasa haiwan multisel belum lagi mempunyai sistem saraf. Ini bermakna bahawa ia telah diperoleh dua kali: oleh ctenophores dan nenek moyang yang sama dengan mereka yang mengalahkan bateria. Bagi span dan pinggan, mereka tidak pernah memilikinya.

Membincangkan hasilnya, penulis Amerika mengiktiraf kedua-dua versi yang munasabah – termasuk yang kedua, menunjukkan bahawa sel-sel saraf muncul dua kali. Mereka menjauhkan diri dari kenyataan lebih banyak kategori.

Enam bulan kemudian, satu kajian yang lebih kukuh mengenai topik yang sama, yang dijalankan dengan penyertaan peribadi Leonid Moroz, muncul (lihat Hipotesis tentang penampilan ganda sistem saraf yang menerima pengesahan baru, "Elements", 05/26/2014). Sekarang kesimpulannya lebih menentukan. Pertama, analisis genetik disahkanbahawa ctenophore adalah cawangan evolusi tertua, kakak kepada semua haiwan berbilang berselbagai moden yang lain tanpa pengecualian. Kedua, didapati bahawa sistem saraf mereka mempunyai banyak ciri unik – contohnya, satu set neurotransmiter yang sama sekali berbeza berbanding haiwan lain. Akibatnya, penulis kajian baru secara tegas menyokong hipotesis kemunculan independen sistem saraf dua kali ganda.

Tidak sukar untuk melihat bahawa masalah ini mempunyai makna ideologi yang besar (walaupun belum dibincangkan dalam artikel). Ia adalah satu perkara jika sistem saraf adalah satu fenomena yang unik yang timbul dalam cawangan evolusi tunggal, mungkin secara kebetulan. Dan yang lain – jika evolusi haiwan dicirikan oleh orientasi umum ke arah penciptaan sistem saraf, yang telah direalisasikan lebih dari satu kali. "Sebaik sahaja pembangunan sistem saraf diambil sebagai ukuran (atau parameter) fenomena evolusi, bukan sahaja banyak genera dan spesies dibina berturut-turut, tetapi seluruh rangkaian vertik, lapisan mereka, cabang mereka meningkat seperti sejambak gemetar," tulis ahli evolusi Perancis Pierre Teilhard de Chardin (Pierre Teilhard de Chardin), menyatakan begitu sahaja pandangan sedemikian. Tidak syak lagi bahawa penemuan permulaan sistem saraf yang berulang akan senang kepadanya.

Sekarang hipotesis asal polyphyletic dari sistem saraf secara beransur-ansur mendapat populariti, menjadi "aliran utama". Di samping itu, ia juga menerima pengesahan baru, contohnya, berkaitan dengan evolusi protein reseptor (lihat Evolusi saluran ion pada haiwan selari, Elemen, 5 Mac 2015). Adakah ini bermakna bahawa isu itu telah diselesaikan?

Belum lagi. Hipotesis Frost – anda tidak akan mengatakan apa-apa – didirikan dengan baik. Tetapi ada saat-saat yang perlu dijelaskan sebelum memanggilnya secara umum diterima dan termasuk dalam buku teks.

Baru-baru ini, kajian baru tentang peranan ctenophore dalam evolusi telah muncul, ditandatangani oleh tiga ahli biologi: Gaspar Jekely, Jordi Paps dan Klaus Nielsen. Yang paling terkenal penulis ini, sudah tentu, Dane berusia 77 tahun Klaus Nielsen. Ini adalah ahli zoologi utama, pakar dalam invertebrata laut dan larva mereka, pengarang buku pepejal "The Evolution of Animals" (evolusi haiwan, ia telah diterbitkan dalam tiga edisi). "Semua instrumen sains yang baru, bergaya, yang dihiasi dengan indah dan bersemangat itu telah berundur sebelum zoologi purba, zoologi sebenar adalah sangat berbeza," tulis Daniel Granin dalam kisah Bison menceritakan tentang kehidupan ahli genetik yang hebat N. V.Timofeev-Resovskogo. Klaus Nielsen adalah perwujudan hidup zoologi semacam itu – klasik, tak terhingga kaya dengan fakta konkrit yang memerlukan sikap hormat. Dalam kajian yang ditulis dengan penyertaannya, percubaan dibuat untuk menganalisis masalah secara komprehensif, dengan mengambil kira beberapa kemungkinan penyelesaian sekaligus.

Terdapat sekumpulan haiwan multiselular yang sangat mudah yang masih "bersaing" dengan ctenophores untuk hak untuk dianggap sebagai cawangan evolusi tertua. Ini adalah spons. Tidak seperti span, ctenophores mempunyai (1) sistem saraf, (2) otot yang agak kompleks, dan (3) usus bercabang yang baik. Banyak ahli zoologi, termasuk Nielsen, dianggap sebagai sponges sebagai haiwan yang paling primitif di dunia – mungkin juga nenek moyang orang lain. Anggapan ini didasarkan pada model harmonis evolusi awal multiselulariti, yang berjaya mendapatkan pengesahan yang cukup meyakinkan dari bidang mikroskop elektron (C. Nielsen, 2008. Apakah larva spawn?). Pokok silsilah molekul, di mana pucuknya menjadi kumpulan haiwan multiselular yang paling kuno, telah diterbitkan lebih dari sekali.Menurut Jekeli, Paps dan Nielsen, terlalu awal untuk mengisytiharkan versi sedemikian sepenuhnya. Pertama, kita mesti menghilangkan pengaruh beberapa faktor yang masih mampu mengelirukan gambar.

Yang pertama faktor ini dipanggil kesan tarikan cawangan panjang. Dalam kes ctenofores, kesan ini mungkin terdiri daripada berikut: sekumpulan organisma yang berkembang dengan sangat cepat dan dalam gen yang mana banyak penggantiannya telah terkumpul, pada skema komputer yang dibuat secara automatik biasanya jatuh ke dalam dasar pokok evolusi dan – dengan itu kelihatan sangat kuno di dalamnya walaupun dalam realiti ia timbul beberapa lama kemudian. Ini adalah perkara biasa apabila membina artifak pokok molekul. Untuk memastikan bahawa dia tidak mempengaruhi penyelesaian masalah kedudukan ctenophores adalah semata-mata penting.

Terdapat keadaan tambahan yang berkaitan secara khusus dengan ctenophores dan membuat anda berfikir secara serius. Sesetengah kajian biologi molekul (contohnya, yang ditujukan kepada RNA ribosom) menunjukkan bahawa kepelbagaian genetik ctenophores semasa adalah sangat kecil untuk cabang hewan kuno. Ini bermakna perkara berikut.Rupa-rupanya, dalam sejarah evolusi ctenophores, terdapat tempoh penurunan kepelbagaian yang tajam, ketika kumpulan ini hampir mati. Mungkin, dari situ hanya satu genus. Dan semua ctenofores yang hidup sekarang adalah keturunan genus baru yang ada sekarang. Berdasarkan data paleontologi, "kegagalan" kepelbagaian ctenophore jatuh pada krisis yang sangat dahsyat di mana dinosaur menjadi punah – pada gilirannya tempoh Cretaceous dan Paleogene, sekitar 66 juta tahun yang lalu. Dengan piawaian makroevolusi, ini sememangnya baru-baru ini: selepas semua, organisma fosil paling kuno dikaitkan dengan ctenofores tidak kurang daripada 550 juta tahun (lihat Eoandromeda octobrachiata). Ternyata nenek moyang yang paling dekat moden Ctenophore adalah sekurang-kurangnya 8 kali lebih muda daripada nenek moyang yang sama dari semua Ctenophore secara keseluruhan. Penetapan "jam molekul", di mana program komputer untuk penyusunan pokok-pokok evolusi didasarkan, harus diketuk sangat kuat.

Faktor lain yang mempengaruhi kebolehpercayaan pokok molekul ialah kebergantungan hasil pada sampel taksonomi yang digunakan, iaitu kumpulan sistematik.Sebaik-baiknya, tidak ada kebergantungan semudah itu. Tetapi dalam praktiknya, seringkali kes yang menambah atau tidak termasuk data pada sesuatu objek mengubah seluruh konfigurasi pokok yang dihasilkan. Di samping itu, program komputer, sebagai peraturan, memberikan beberapa variasi pokok yang mungkin, dan kemudian penyelidik tergoda untuk memanipulasi teknik pemprosesan data untuk membawa hasilnya lebih dekat kepada yang sedar atau sedar yang dikehendaki.

Dalam kajian genom ctenophore, semua momen ini menunjukkan diri mereka sepenuhnya. Mereka sangat ketara dalam kerja tahun 2013, di mana beberapa pokok telah diperolehi, dan sebahagian daripada mereka (sebelum memanipulasi sampel), bertentangan dengan kesimpulan akhir para pengarang, menyokong primitif dari spons. Dan walaupun pada pokok evolusi akhir, yang paling "bersih" dan terlicin, dalam karya ini, di dalam cawangan akord, landak laut tidak dapat dipenuhi (lihat Rajah 3 dalam artikel: 12/19/2013). Dalam kajian 2014, tidak ada kelemahan seperti itu, tetapi sebenarnya terdapat beberapa pokok di dalamnya,untuk pelbagai peringkat kontroversi dan meninggalkan ruang untuk tafsiran (lihat perbincangan dalam artikel: Nenek moyang bersama orang dewasa mungkin sama dengan kord, Elemen, 03/18/2015). Oleh itu, pertimbangkan masalah kedudukan ctenofores yang ditutup sekarang. Lebih banyak penyelidikan diperlukan di sini.

Nah, apa data mengenai evolusi sistem saraf memberitahu kita secara langsung tentang mereka – neurobiologi? Malangnya, tidak semuanya semudah yang kelihatannya. Marilah kita senaraikan fakta-fakta yang ada secara berasingan, tidak sesuai dengan satu atau konsep lain.

  • Dalam sistem saraf canggih, tidak ada neurotransmitter yang meluas di haiwan lain: acetylcholine, serotonin, adrenalin, norepinephrine, dopamin, glisin, asid gamma-aminobutyric. Tetapi ctenophores mempunyai banyak neurotransmitter yang unik sekali secara kimia yang berkaitan dengan protein (seperti secara kolektif dipanggil neuropeptida). Satu-satunya neurotransmitter yang biasa untuk semua haiwan dengan sel-sel saraf adalah glutamat, tetapi dalam ctenofores dan Planulozoa, set reseptor untuknya sangat berbeza. Ia hanya perlu diambil kira bahawa dalam butir-butir tersebut hanya terdapat dua jenis ctenophore moden yang dipelajari, dan terdapat kira-kira 20 dari mereka dalam semua.
  • Biosintesis bahan yang berkhasiat sebagai neurotransmitter juga mungkin berlaku jika tiada sistem saraf. Dalam badan spons, serotonin dan dopamin disintesis, dalam tubuh Trichoplax – adrenalin dan norepinephrine. Selain itu, dalam span, glutamat dan juga gamma-aminobutyric acid (GABA) boleh digunakan untuk komunikasi antara jalur! Dalam hal ini, span lebih maju daripada ctenophore, di mana GABA, sejauh yang kita tahu, tidak begitu digunakan. Akhir sekali, reseptor glutamat telah ditemui dalam kedua-dua span dan trichoplax, yang mampu menyebabkan isyarat elektrik pada membran sel, iaitu, sesuai untuk memancarkan kegembiraan saraf. Walaupun sudah pasti tiada neuron atau sinapsis dalam haiwan ini.
  • Satu set neuropeptida dan reseptor yang agak besar untuknya dijumpai dalam Trichoplax, jelas juga berfungsi untuk komunikasi antara sel. Pewarna tidak mempunyai ini, tetapi terdapat trichoplax. Rupa-rupanya, neuropeptida beliau terlibat dalam peraturan paracrine yang dipanggil, apabila bahan isyarat yang dirembeskan oleh sel sekretari bertindak pada beberapa sel jiran (dan bukan pada satu sel dengan tepat, seperti dalam sinaps klasik).Neuropeptida berubah dengan cepat dalam perjalanan evolusi, jadi mereka agak berbeza dalam kumpulan haiwan yang berlainan. Siapakah mereka yang pertama kali muncul dan mengapa mereka tidak dapat dijumpai di spons masih belum jelas.
  • Terdapat sekumpulan reseptor untuk neuropeptida (yang dipunyai oleh keluarga protein yang dipanggil DEG / ENaC), yang kononnya biasa di ctenophores dengan berpaut dan bilateral, termasuk juga kord. Jika data ini disahkan, ia akan jelas menunjukkan bahawa leluhur umum ctenophore dan Planulozoa – setiap kali dia hidup – sudah menggunakan isyarat neuropeptida. Walau bagaimanapun, itu tidak bersamaan dengan kehadiran sistem sarafnya (lihat perenggan terdahulu).
  • Dalam ctenophores, protein yang biasa dengan haiwan dua-segi simetri telah dijumpai yang melakukan fungsi tertentu secara khusus dalam sinaps sebenar (contohnya, protein Munc13). Data ini mungkin bermaksud bahawa nenek moyang bersama ctenophores dan Planulozoa sudah mempunyai sinapsik klasik, dan oleh itu sistem saraf. Walau bagaimanapun, kesimpulan yang jelas ini disebarkan oleh kehadiran protein yang sama juga dalam trikoplas. Sudah tentu, seseorang boleh menganggap bahawa nenek moyangnya juga mempunyai sistem saraf, yang kemudiannya hilang; tetapi ia sangat kontroversi.
  • Dalam ctenofores, berpaut dan bilaterium, terdapat protein dari annexin (Innexin). Protein ini memastikan operasi sinaps elektrik, di mana isyarat elektrik dihantar dari satu neuron kepada yang lain langsung, tanpa penyertaan bahan neurotransmitter. Hanya dalam ctenofores sinapsinya banyak dan pelbagai. Tiada spong atau trichoplex daripada lampiran yang ada. Ini mungkin kehilangan sekunder: diketahui, sebagai contoh, dalam beberapa polip karang moden dan ubur-ubur (kepunyaan strapping), lampirannya hilang sepenuhnya dan sinaps dibentuk tanpa penyertaan mereka. Sebaliknya, innexins boleh digunakan bukan sahaja dalam sinaps, tetapi juga dalam hubungan antara beberapa jenis lain. Seperti yang kita lihat, dan di sini penafsiran data, untuk meletakkannya sedikit, adalah samar-samar.

Nampaknya orang yang tidak memihak seperti satu set fakta dapat secara serentak menyebabkan dua pemikiran. Pertama: berapa banyak yang kita tahu! Kedua: betapa sukarnya semuanya! Biologi moden dengan cepat menjadi diperkaya dengan bahan, menjawab soalan-soalan yang bahkan dua puluh tahun yang lalu adalah mustahil untuk benar-benar dimasukkan; tetapi sebagai akibatnya, soalan-soalan baru timbul dengan serta-merta. Fakta-fakta yang dikumpulkan tidak dapat dinafikan bahawa pergerakan ke arah sistem saraf dalam arti bermula secara literal dari langkah pertama evolusi haiwan multiselular.Tetapi apabila dan dengan siapa sistem sarafnya benar-benar timbul, kita masih tidak tahu.

Sebagai contoh, ctenophers – dan kebenaran adalah cawangan lama haiwan multiselular (Rajah 4). Sesungguhnya, data baru itu akan mengesahkan hipotesis ini agak jelas, dengan cara yang sama seperti 10-15 tahun yang lalu dengan hipotesis kewujudan cawangan molting (Ecdysozoa). Apakah kesimpulan mengenai evolusi awal sistem saraf itu boleh dibuat berdasarkan maklumat yang ada?

Rajah. 4 Versi terbaru dari pokok evolusi haiwan. Kedudukan ctenophore "dalam jarak" dari semua haiwan lain dengan sistem saraf menarik. Penjelasan tersisa di dalam teks.

Kebanyakan ctenofores yang terbukti akan meninggalkan kita dengan hanya dua kemungkinan logik yang telah disebutkan: sama ada span dan lamela yang tidak pernah mempunyai sistem saraf, atau atas sebab tertentu mereka kehilangannya. Yang manakah antara ini lebih cenderung?

Jekeli, Paps dan Nielsen memberi perhatian kepada yang berikut: semua, tanpa pengecualian, kes-kes yang boleh dipercayai kehilangan sistem saraf pada haiwan dikaitkan dengan cara hidup parasit dan hanya dengan itu (!). Parasit ini hidup di dalam tubuh organisme lain, iaitu, dalam persekitaran yang sangat stabil di mana indra-indra atau pergerakan kompleks tidak diperlukan.Ini membawa kepada pengurangan sistem saraf. Sebagai contoh, ini berlaku di myxosporia (Myxozoa) – keturunan streamer, dipermudahkan sedemikian rupa sehingga ahli taksonomi untuk masa yang lama membawa mereka lebih dekat kepada yang uniselular. Mereka tidak mempunyai kesan sel syaraf sekarang. Tetapi ini sememangnya merupakan akibat dari parasitisme di dalam badan-badan haiwan multiselular biasa (paling sering ikan), di mana seluruh kehidupan aktif myxosporia berlaku; hanya tahap rehat yang diedarkan secara bebas di kalangan mereka.

Satu lagi contoh kehilangan sistem saraf adalah keropok akar yang berkepala (Rhizocephala). Ini juga parasit yang sangat khusus. Krustacea yang berkepala akar biasa dalam keadaan dewasa adalah beg cawangan tetap yang menembusi badan tuan rumah (contohnya, beberapa ketam malang). Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa ulat rootdeet secara aktif berenang dan mempunyai sistem saraf pusat, yang agak tipikal untuk crustaceans "biasa"; ia hanya hilang pada metamorfosis.

Jadi, kehilangan sistem saraf pada haiwan memerlukan perubahan yang dramatik dalam kitaran hayat, yang dalam semua kes yang diketahui kita berkaitan dengan peralihan kepada parasitisme.Dan kita tidak mempunyai alasan untuk mengandaikan bahawa peristiwa-peristiwa seperti itu berlaku dalam sejarah evolusi dari spons atau plat-seperti.

Katakan walaupun sistem saraf tidak diperlukan oleh span dewasa, yang membawa gaya hidup dan suapan yang disambungkan dengan penapisan air. Tetapi larva span adalah makhluk yang aktif berenang di dalam tiang air dengan bantuan silia. Dia perlu mengawal pergerakannya dan mengarahkan dirinya ke angkasa, di mana larva dari beberapa span mempunyai sel sensitif cahaya – sebenarnya, organ penglihatan yang sederhana. Sistem saraf makhluk semacam itu pasti sangat berguna (dan benar-benar berguna kepada larva haiwan multiselular lain, yang membawa kira-kira cara hidup yang sama). Telah ditegaskan bahawa larva beberapa span mempunyai sistem isyarat "alternatif" intercellular, juga berdasarkan potensi elektrik, hanya menggunakan arus ion kalsium, dan bukan sodium, seperti pada neuron. Tetapi sistem sedemikian kurang sempurna dan lebih perlahan daripada yang saraf.

Bagi trichoplax, ia adalah pemangsa yang sentiasa bergerak (walaupun sangat kecil) dengan sel-sel sensitif dalam integumentasinya. Sistem sarafnya lebih berguna kepadanya daripada larva spong.

Jekeli, Paps dan Nielsen percaya bahawa kehilangan sekunder sistem saraf dalam kumpulan ini, dan bahkan apa yang berlaku dua kali secara bebas, adalah sangat luar biasa. Adalah lebih mudah untuk mengandaikan bahawa sistem saraf itu sendiri telah dibangunkan dalam dua cawangan evolusi yang berbeza berdasarkan kira-kira satu set "butiran" molekul yang sesuai. Sekiranya ctenophores adalah yang paling purba dari cawangan-cawangan haiwan multiselular yang telah terselamat hingga ke zaman moden, maka hipotesis mengenai kemunculan kemunculan sistem saraf mereka secara bebas mungkin benar.

Sumber: Gaspar Jekely, Jordi Paps, Claus Nielsen. Kedudukan phylogenetic sistem saraf dan asal (s) sistem saraf // Evodevo. 2015. V. 6. №1. P. 1-9.

Sergey Yastrebov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: