Kafadanbacaklıların Sinir Sistemi Gelişimi

Kafadanbacaklıların Sinir Sistemi Gelişimi

Kalamar, mürekkepbalığı ve ahtapot dahil birçok kafadanbacaklılar, büyük ve karmaşık sinir sistemlerine, yüksek keskinliğe ve kamera tipi gözlere sahiptir. Çevrelerine uyum sağlamak için bilgileri hızla işleyerek şekillerini, renklerini ve hatta dokularını değiştirebilirler. Ek olarak, birbirleriyle etkileşime girebilir, uzamsal öğrenme işaretleri sergileyebilir ve sorunları çözmek için bazı araçlar kullanabilirler. Hatta o kadar zekidirler ki, sıkıldıklarında sorun bile çıkarırlar.

Gizemli kalan şey, kafadanbacaklıların bu büyük beyinleri ilk etapta nasıl geliştirdikleridir. Bu yumuşak vücutlu yaratıkların görsel sistemlerini inceleyen bir Harvard laboratuvarı, bunu çözmeye çok yaklaştılar.

Bilim insanları kalamar embriyolarında oluşturulan nöronları neredeyse gerçek zamanlı olarak izlemek için yeni bir canlı görüntüleme tekniği kullandılar. Retinadaki sinir sisteminin gelişmesiyle bu hücreleri takip edebildiler.

Bu nöral kök hücrelerin, sinir sistemi oluşumu sırasında omurgalılardakilere oldukça benzer şekilde davrandığını keşfettiklerinde hayrete düştüler. Bulgular, kafadanbacaklılar ve omurgalıların 500 milyon yıl önce ayrılmasına rağmen, her ikisinin de büyük beyinler kazanma süreçlerinin karşılaştırılabilir olduğunu ima ediyor. Ek olarak, hücrelerin eylemleri, bölünmeleri ve şekilleri, bu özel sinir sistemi için gerekli olan bir planı etkili bir şekilde takip edebilir.

John Harvard Seçkin Üyesi ve çalışmanın kıdemli yazarı Kristen Koenig, “Sonuçlarımız şaşırtıcıydı çünkü omurgalılarda sinir sistemi gelişimi hakkında bildiklerimizin çoğunun uzun süredir bu soy için özel olduğu düşünülüyordu. Sürecin çok benzer olduğunu gözlemleyerek, bu iki bağımsız evrimleşmiş, çok büyük sinir sisteminin onları inşa etmek için aynı mekanizmaları kullandığı görülmüştür. Bu, hayvanların gelişim sırasında kullandıkları mekanizmaların – bu araçların – büyük sinir sistemleri oluşturmak için önemli olabileceğini gösteriyor.” dedi.

Bilim insanları, Doryteuthis pealeii adlı bir kalamarın retinasına odaklandılar. Kuzeybatı Atlantik Okyanusu, yaklaşık bir fit uzunluğunda büyüyebilen büyük bir kalamar popülasyonuna sahiptir. Embriyoların büyük kafaları ve gözleri onları sevimli anime karakterlerine benzetiyor.

Bilim insanları, meyve sinekleri ve zebra balığı gibi model türleri araştırmak için yeni yaklaşımları kullandılar. Tek tek hücrelerin davranışını gözlemlemek için özel aletler geliştirdiler. Saatler boyunca her on dakikada bir yüksek çözünürlüklü görüntüler yakalamak için son teknoloji mikroskoplar kullandılar. Hücreleri haritalamak ve izlemek için, araştırmacılar onları floresan boyalar kullanarak işaretlediler.

Canlı görüntüleme tekniği sayesinde, bilim adamları nöral progenitör hücreler adı verilen kök hücreleri gözlemleyebildiler. Ayrıca organizasyonlarını da gözlemlediler. Psödostratifiye bir epitel, hücreler tarafından oluşturulan benzersiz bir yapı türüdür. Hücreler, temel özelliği olan sıkı bir şekilde paketlenebilmeleri için uzatılmıştır. Ek olarak, bilim insanları bu oluşumların çekirdeklerinin bölünmeden önce ve sonra aşağı yukarı salındığını bulmuşlardır. Bu hareketlilik, dokunun organizasyonunu sürdürmek ve daha fazla büyüme sağlamak için çok önemlidir.

Bu yapı evrensel olarak omurgalı türlerinde beyin ve göz gelişiminde görülür.

Koenig, “Bu tür çalışmalardan elde edilen en büyük çıkarımlardan biri, yaşamın çeşitliliğini incelemenin ne kadar değerli olduğudur. Bu çeşitliliği inceleyerek, gelişimimizle ilgili temel fikirlere ve biyomedikal açıdan kendi sorularımıza geri dönebilirsiniz. Bu sorularla konuşabilirsin.”

Yazan: Bilge KAPLAN