微小的海洋生物如何告诉我们人类大脑的进化

微小的斑点状海洋生物可能掌握着我们神经系统起源的关键。一项新研究将扁盘动物放在显微镜下观察——字面意思——发现它们含有的细胞看起来有点像我们的这是科学家在进化史上如此久远的时期内从未见​​过的现象。

扁盘动物已经存在了大约 8 亿年，因此它们是生命之树上最早的动物群之一。它们是简单的生物，体型像煎饼一样，块状，没有实际的器官或身体部位。每一个扁盘动物只有一粒沙子那么大，它们生活在温暖的浅水区岩石附近，在那里它们咀嚼和微生物。

虽然扁盘动物没有复杂的神经系统，但它们确实有控制行为的方法。它们依靠专门的肽能细胞释放小的蛋白质片段来协调运动或进食等动作。一项由巴塞罗那基因组调控中心团队领导的新研究旨在进一步了解这些细胞以及这些古老生物的进化。

他们首先为四种已知的扁盘动物物种创建细胞图谱，并将其与调控不同基因组的 DNA 区域图谱叠加。这说明了具有不同功能的细胞群如何相互作用。通过比较不同物种的这些图谱，以及更广泛地与其他早期动物祖先，如和，研究人员可以了解这些不同细胞类型是如何进化的。

人们发现了 14 种不同类型的肽能细胞，它们似乎与所有其他细胞类型都不同 - 它们之间没有相互连接的细胞，也没有显示出生长或细胞分裂的迹象。

然而，研究人员确实发现，肽能细胞与另一种直到地球上出现原生动物数百万年后才在动物中进化的细胞类型：神经元，有着惊人的相似之处。

“我们对这些相似之处感到震惊，”共同第一作者 Sebastián R. Najle 博士在一篇陈述。“扁盘动物的肽能细胞与原始神经元细胞有许多相似之处，即使它们还没有完全成熟。这就像看着进化的垫脚石。”

肽能细胞的生命开始方式与神经元的发育方式相似，从一群祖细胞中分化出来。它们拥有构建一种基本细胞所需的所有遗传机制？或者至少是半个突触。虽然我们的突触是神经元相遇和为了传播神经冲动，扁虫细胞似乎只能形成突触的“发送”端，而不能形成至关重要的接收端。

他们也不能进行，这对于我们神经系统的功能至关重要。

但它们确实有一种通过化学信使神经肽进行的细胞间通讯形式？这与我们相距不远。。

综合所有这些观察结果，似乎最早的神经元形成于 8 亿年前。据我们所知，这比第一个现代神经元的出现早了 1.5 亿年。但正如共同第一作者 Xavier Garu-Bové 博士解释的那样，这一发现实际上只是一个更大谜团的开始，其中涉及许多其他不起眼的动物物种，研究人员可能一直倾向于忽略它们。

“扁盘动物缺乏神经元，但我们现在发现它们与人类的神经细胞有着惊人的分子相似性。栉水母有神经网络，与我们自己的神经网络有关键的不同和相似之处。神经元是否进化了一次然后分化，或者同时分化了多次？它们是马赛克吗？每片都有不同的起源？

“这些都是尚待解决的悬而未决的问题。”

该研究发表在期刊上细胞。