Zırhlı balığın zırhı sinir sisteminin bir parçası olarak başladı – Ars Technica

İskeletimiz oldukça garip. Çoğu, kas ve bağ dokusu gibi şeyleri oluşturan aynı dokudan yapılır. İstisna, çenelerimiz ve burun pasajlarımız gibi yüzümüzün büyük bir kısmıdır. Gelişmekte olan sinir sisteminin dışına göç eden dokulardan gelirler.

Aynı dokunun iki farklı kaynağına sahip olmak çok sıra dışıdır; Şahsen omurgalılarda meydana gelen başka bir örnek düşünemiyorum. Bu nedenle, sistemin neden ilk etapta geliştiğine dair soruları gündeme getiriyor. Şimdi, araştırmacılar bunun nasıl olabileceğine dair bir ipucu verdiler. Mersin balığı gibi balık soy ağacının ilk dallarında, nöral tepenin onu kaplayan kemikli kalkanı oluşturduğu ortaya çıktı, bu da kemik oluşumunda M.Ö. Devoniyen döneminden zırhlı balık.

hepsini yapar mı

Yeni çalışmanın merkezindeki dokuya nöral krest denir. Adından da anlaşılacağı gibi, omuriliğin tepesinde ve gelişmekte olan arka beyinde başlar. Gelişmekte olan sinir sistemi tüpün içinde kapandıktan kısa bir süre sonra, nöral kretin hücreleri onu geride bırakır. Bazıları sinir kimliğini korur ve vücuttaki duyusal sinirlerin çoğunu ve ayrıca sindirim sistemini çalıştıran sinirleri oluşturmaya devam eder.

Ancak diğerleri tamamen dönüşür ve her türlü tuhaf şeyi yapmaya devam eder. Nöral krest, cildinizdeki ve saçınızdaki pigmentten kalbinizdeki kapakçıklara kadar her şeye dayanır. Daha önce bahsedildiği gibi, nöral kretin hücreleri yüz iskeletinin büyük bir bölümünü oluşturur.

Yeni çalışmanın arkasındaki soru, kemik oluşumunun omuriliğin sadece bir ucuyla sınırlı göründüğü gerçeğine odaklanıyordu. Memeli vücudundaki nöral belirtilerin hiçbiri kemiği oluşturmak için gelişmez.

Bu, kemik oluşumunun nörolojik topluluğun küçük bir grubunun uzmanlık alanı olduğu anlamına gelebilir. Veya bu, tüm nöral tepe grubunun kemik oluşturma yeteneğine sahip olduğu, ancak modern omurgalıların çoğu soyunda yalnızca küçük bir alt kümede aktif olduğu anlamına gelebilir. Hangilerinin doğru olduğunu bulmak, bize fosil kayıtlarından çıkarması zor olan kemik oluşumunun kökeni hakkında bilgi verebilir.

Bunu yapmak için araştırmacılar, zırhlı pulları olan ve Jurassic döneminde ortaya çıkan bir soya ait olan katran gibi, tarihlerinin başlarında balıklardan ayrılan soylara güvendiler. veya benzer yaşta pulsuz ancak vücudu kemikli levhalarla kaplı mersin balığı. Araştırmacıların ilgilendiği soru, nöral tepenin bu dokularda kalkan oluşumuna katkıda bulunup bulunmadığıydı.

Varlık takibi

Önceki araştırmalar, modern balıkların en yaygın biçiminin (teleost olarak adlandırılır) pullarını oluşturmak için nöral krest hücrelerini kullanmadığını göstermiştir. Ancak araştırmacılar, sarımsak, mersin balığı ve aynı zamanda kalın, zırhlı pullara sahip olan basher adı verilen bir balık gibi çok daha eski soylarla ilgilendiler.

Bu türlerin hepsinde, yüzeydeki zırhlı yapılar kemiğe benzer bir madde oluşturur – ya gerçek kemik ya da diğer organizmaların dişlerinde bulunan proteinleri oluşturan kemiksi bir yapı. Yapısı, nöral tepenin oluşumuyla tutarlıydı, ancak kesin kanıt değildi.

Bu nedenle araştırmacılar, döllenmiş yumurtalardan mersin balığı yetiştirmede çok iyi olmamız gerçeğinden yararlanıyorlar. Ekip, nöral doku ve nöral tepe çıkışının zamanlamasını belirleyebildi. Bundan önce, sinir dokusuna hücre bölünmeleri yoluyla bile hücrelere yapışan bir floresan boya enjekte ettiler. Bu, başka bir yere göç etmiş olsalar bile, nöral dokudan türetilen hücreleri izlememizi sağlar.

Boya enjeksiyonundan sonra, embriyoların zırhlı pulların oluşumu başlayana kadar gelişmeye devam etmelerine izin verildi. İncelendiklerinde, pigment hem gelişmekte olan sinir sisteminde hem de nöral krest tarafından doldurulan yerlerde ortaya çıktı. Bu, nöral tepenin oluşumunda merkezi olduğunu gösteren zırhlı pulları içeriyordu.

Ayrı ayrı, araştırmacılar nöral olmayan bel dokusunu etiketlediler. Bu, zırhlı pullara katkıda bulunmadı ve nöral tepenin sürecin merkezinde olduğunu doğruladı.

Son olarak, araştırmacılar, genlerin oluşumunun ölçütleri üzerindeki aktivitesini incelediler. Bu ölçeklerin nöral krest aktivitesi ile örtüşen epigenetik aktiviteye sahip olduğunu iddia ediyorlar. Bu nedenle, tüm kanıtlar, nöral tepenin hayvanın uzunluğu boyunca kemik oluşturabileceğini gösterir, ancak bu kemik çoğunlukla, çoğu omurgalıda bulunmayan yapılar olan zırhlı pullarla sınırlıdır.

kemik yapmak

Memeli nöral tepesinin, hayvanın vücudunda kemik oluşturup oluşturmadığı açık değildir. Çok fazla evrimsel mesafe oluşturulmuş ve yetenek kaybolmuş olabilir. Ancak bu bulgular, omurgalılar arasındaki atasal durumun, kemik oluşumunun bir zamanlar nöral tepenin birincil işlevi olduğu yönünde olduğunu gösteriyor. Balık bir zamanlar zırhlıydı Biraz bilinen burada incelenen soylardan herhangi birinin evriminden önce.

Kemik oluşturabilen iki farklı dokunun varlığı, omurgalı evrimi sırasında ilk olarak hangi dokuların kemik oluşturduğunu tahmin etmeyi zorlaştırır. Bir kaynağın başlangıçta diğeri tarafından benimsenen kemikleri üreten bir genetik aktivite programı geliştirmesi muhtemeldir. Ama önce hangi dokunun geldiği hala net değil.

PNAS, 2023. DOI: 10.1073/pnas.2221120120 (DOI’ler hakkında).