Τι σφουγγάρια μπορούν να μας πουν για την εξέλιξη του εγκεφάλου
1. Απλότητα και νευρικό δίχτυ:
Τα σφουγγάρια στερούνται κεντρικού εγκέφαλου και αντίθετα διαθέτουν ένα αποκεντρωμένο δίχτυ νεύρου, που αποτελείται από διασυνδεδεμένα νευρικά κύτταρα ή νευρώνες. Αυτό το νευρικό δίχτυ διανέμεται σε όλο το σώμα τους, επιτρέποντάς τους να ανταποκριθούν σε ερεθίσματα από διάφορα μέρη του περιβάλλοντος τους. Η απλότητα του δικτύου του νεύρου του σφουγγαριού παρέχει ένα σημείο εκκίνησης για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι πιο προηγμένοι εγκέφαλοι θα μπορούσαν να εξελιχθούν από απλούστερα νευρικά συστήματα.
2. Ακτινική συμμετρία:
Τα σφουγγάρια παρουσιάζουν ακτινική συμμετρία, που σημαίνει ότι τα μέρη του σώματος τους είναι διατεταγμένα γύρω από έναν κεντρικό άξονα. Αυτή η συμμετρία θεωρείται ένα προγονικό χαρακτηριστικό που προηγείται της εξέλιξης της διμερούς συμμετρίας σε πιο σύνθετα ζώα. Μελετώντας το νευρικό δίχτυ σε σφουγγάρια, οι επιστήμονες μπορούν να αποκτήσουν πληροφορίες για την πρώιμη εξέλιξη της νευρωνικής οργάνωσης και πώς σχετίζεται με τα σχέδια του σώματος.
3. Πόλη:
Τα σφουγγάρια έχουν ξεχωριστές κορυφαίες (επάνω) και βασικές (κάτω) επιφάνειες, καθορίζοντας μια πολικότητα στο σώμα τους. Τα νευρικά κύτταρα στο δίχτυ του νεύρου σφουγγαριού είναι επίσης πολωμένα, με τους νευρίτες τους (κυτταρικές επεκτάσεις) να προβάλλουν προς συγκεκριμένες κατευθύνσεις. Αυτή η πολικότητα στο νευρικό δίχτυ υποδηλώνει ότι οι στοιχειώδεις μορφές της κωδικοποίησης της χωρικής επεξεργασίας και των κατευθυντικών πληροφοριών θα μπορούσαν να έχουν προκύψει νωρίς στην εξέλιξη των νευρικών συστημάτων.
4.
Οι διασταυρώσεις GAP είναι εξειδικευμένες δομές που επιτρέπουν την άμεση επικοινωνία μεταξύ παρακείμενων κυττάρων. Τα σφουγγάρια διαθέτουν διασταυρώσεις κενών που συνδέουν τα νευρικά τους κύτταρα, επιτρέποντας την ταχεία ανταλλαγή ιόντων και ηλεκτρικών σημάτων. Η παρουσία διασταυρώσεων κενών σε σφουγγάρια υποδεικνύει μια πρώιμη εξελικτική προέλευση για αυτόν τον σημαντικό μηχανισμό νευρωνικής επικοινωνίας.
5. νευροδιαβιβαστές:
Τα σφουγγάρια παράγουν και απελευθερώνουν αρκετούς νευροδιαβιβαστές, συμπεριλαμβανομένης της σεροτονίνης και του γλουταμινικού, οι οποίοι χρησιμοποιούνται επίσης εκτενώς στα νευρικά συστήματα πιο σύνθετων ζώων. Η παρουσία αυτών των νευροδιαβιβαστών υποδηλώνει ότι οι μηχανισμοί σηματοδότησής τους μπορεί να έχουν διατηρηθεί καθ 'όλη τη διάρκεια της εξέλιξης και μπορεί να έχουν διαδραματίσει κρίσιμους ρόλους στην πρώιμη νευρωνική επικοινωνία.
6. Αισθητήρια κύτταρα:
Τα σφουγγάρια διαθέτουν εξειδικευμένα αισθητήρια κύτταρα ικανά να ανιχνεύσουν το φως, την αφή και τα χημικά ερεθίσματα. Αυτά τα κύτταρα συνδέονται στο δίχτυ του νεύρου, επιτρέποντας τα σφουγγάρια να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους. Η μελέτη των αισθητήριων κυττάρων των σφουγγαριών παρέχει ενδείξεις σχετικά με την πρώιμη προέλευση της αισθητηριακής επεξεργασίας και τον τρόπο με τον οποίο διευκόλυνε τις αλληλεπιδράσεις με το περιβάλλον.
7. Αναγέννηση και πλαστικότητα:
Τα σφουγγάρια παρουσιάζουν τεράστιες αναγεννητικές ικανότητες, επιτρέποντάς τους να επιδιορθώσουν τους κατεστραμμένους ιστούς και ακόμη και να ξαναγυρίσουν ολόκληρα μέρη του σώματος. Αυτή η αναγεννητική ικανότητα συνδέεται στενά με την πλαστικότητα του νεύρου τους. Η κατανόηση των κυτταρικών και μοριακών μηχανισμών που διέπουν την αναγέννηση του σφουγγαριού θα μπορούσε να ρίξει φως στην εξελικτική προέλευση της νευρικής επισκευής και αναγέννησης σε πιο σύνθετους οργανισμούς.
8. Εξελικτικό μοντέλο:
Το αποκεντρωμένο νευρικό δίχτυ των σφουγγαριών και η παρουσία θεμελιωδών νευρωνικών ιδιοτήτων παρέχουν ένα μοντέλο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα νευρικά κυκλώματα θα μπορούσαν σταδιακά να αυξηθούν στην πολυπλοκότητα κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Συγκρίνοντας τα σφουγγάρια με άλλα απλά ζώα, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν την εξελικτική τροχιά που οδήγησε στην ανάπτυξη πιο εξελιγμένων νευρικών συστημάτων.
Συνοπτικά, η μελέτη των σφουγγαριών προσφέρει μια συναρπαστική ματιά στην πρώιμη εξέλιξη του εγκεφάλου και στις βασικές αρχές που βασίζονται στη νευρωνική επικοινωνία. Η απλότητα και τα διατηρημένα χαρακτηριστικά τους επιτρέπουν στους επιστήμονες να ξεδιπλώσουν τους θεμελιώδεις μηχανισμούς που διαμόρφωσαν τα νευρικά συστήματα πιο σύνθετων ζώων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
