Считалось, что симпатическая нервная система развилась вместе с челюстными позвоночными. Но, согласно недавним исследованиям, у миног — бесчелюстных рыб-паразитов, которые высасывают кровь своих хозяев, — есть простая система.
Симпатическая нервная система играет ключевую роль в автоматическом функционировании нашего организма, регулируя частоту сердечных сокращений, кровяное давление, пищеварение, потоотделение и другие важные процессы. Он также контролирует нашу реакцию «бей или беги», физиологическую реакцию на опасные или стрессовые ситуации.
Исследователи долгое время считали, что симпатическая нервная система возникла в ходе эволюции челюстных позвоночных. Но недавнее исследование морских миног — примитивных кровососущих рыб, похожих на угрей, — показывает, что у них тоже есть симпатические нейроны. Результаты показывают, что даже самые ранние позвоночные могли иметь рудиментарную версию этой нервной системы, что проливает свет на происхождение нашей собственной, сообщили исследователи в прошлом месяце в журнале. Природа.
«Выводы меняют учебники», — говорит Дэниел Меулеманс Медейрос, биолог-эволюционист из Университета Колорадо в Боулдере, который не участвовал в выводах, но раньше работал с исследователями. Новости наукиКлаудия Лопес Льореда.
«Подобные исследования помогают нам понять, как мы формировались в ходе эволюции», — говорит Джерамиа Смит, компьютерный биолог из Университета Кентукки, не принимавший участия в работе. Живая наукаЭто Джоанна Томпсон.
Позвоночные животные появились около 550 миллионов лет назад, а самые ранние челюстные позвоночные, известные как челюстноротые, появились по крайней мере 425 миллионов лет назад. Сегодня более 99 процентов всех видов позвоночных являются челюстноротыми.
Но морские миноги, обитающие в северной и западной части Атлантического океана, относятся к числу сегодняшних редких бесчелюстных позвоночных. Их скелеты состоят из хрящей, у них нет чешуи и плавников. Рыбы-паразиты цепляются за хозяина, используя рот-присоску с острыми зубами, и высасывают кровь и телесные жидкости рыбы.
Миноги — древние существа: за последние 340 миллионов лет они пережили четыре крупных вымирания на Земле без серьезных изменений в своей анатомии. Считалось, что помимо отсутствия челюстей у миног также отсутствует симпатическая нервная система.
Эмбрионы позвоночных имеют коллекцию стволовых клеток, называемую нервным гребнем, которая способствует развитию различных структур, включая челюсти, другие части скелета головы, а также сенсорную, симпатическую и парасимпатическую нервную систему. Но поскольку у миног нет челюстей, ученые предположили, что у их эмбрионов не было нервного гребня и, следовательно, не развились симпатические нейроны.
Когда они начали изучать миног, ученые искали клетки, которые являются предшественниками симпатических нейронов, а у челюстных позвоночных они развиваются из нервного гребня. Они не искали полноценные симпатические нейроны, но неожиданно обнаружили, что у миног есть цепочка этих клеток вокруг сердца и средней части тела (туловища).
С помощью секвенирования РНК они подтвердили, что эти симпатические нервные клетки относятся к тому же типу, что и у других позвоночных. И с помощью инъекции красителя они обнаружили, что эти клетки-предшественники происходят из нервного гребня.
Обнаруженная ими симпатическая нервная система «очень упрощена по сравнению с той, которая была бы у млекопитающих», — рассказывает Марианна Броннер, соавтор исследования и биолог развития из Калифорнийского технологического института. Новости науки.
Другие исследователи, возможно, ранее упустили это доказательство, потому что они изучали миног на слишком ранних стадиях их развития, говорит Броннер в заявлении Калифорнийского технологического института. Хотя у многих позвоночных симпатическая нервная система развивается очень рано, авторы исследования обнаружили, что у миног клетки, происходящие из нервного гребня, полностью не развиваются в симпатические нейроны в течение четырех месяцев после оплодотворения, на личиночной стадии.
«Более ста лет литературы свидетельствуют о том, что у миноги отсутствует симпатическая нервная система», — говорит Броннер в своем заявлении. «Неожиданно мы обнаружили, что симпатические нейроны действительно существуют у миноги, но возникают в гораздо более позднем периоде развития миноги, чем ожидалось».
«Теперь похоже, что единственное, чего нет у миног, — это челюсти», — говорит Броннер. Живая наука.
Результаты бросают вызов идее о том, что симпатическая нервная система развилась у челюстных позвоночных, пишут авторы исследования, отодвигая ее происхождение дальше, чем ожидалось.
«Если посмотреть глубже, станет ясно, что основные строительные блоки этих сложных систем, присутствующих у людей, на самом деле очень старые», — говорит Шреяс Сурьянараяна, нейробиолог из Университета Дьюка, который не участвовал в выводах. Новости науки.
