În urma unui proces care a implicat un efort genetic serios, putem spune că avem ocazia să vedem felul în care neuronii unor specii minuscule de meduze lucrează împreună pentru a realiza mișcări autonome complexe, precum identificarea și devorarea hranei.

Clytia hemisphaerica este specia perfectă pentru studierea unui astfel de comportament, pentru că este atât de mică (având un diametru de aproximativ un centimetru), întregul său sistem nervos poate să fie studiat cu ușurință la microscop.

Genomul său este destul de simplu, iar structura sa transparentă conține circa 10.000 de neuroni, lucru care face mai ușoară monitorizarea mesajelor neuronale.

Atunci când cercetătorii au modificat structura genetică a unui exemplar C. hemisphaerica - în așa fel încât neuronii săi să strălucească atunci când sunt activați, au descoperit „un grad nebănuit de organizare structurală neuronală”.

Sistemul nervos al meduzelor s-a dezvoltat în urmă cu mai bine de 500 de milioane de ani, iar de atunci s-a schimbat foarte puțin. Comparativ cu creierele animalelor din ziua de ani, neuronii acestor „fosile vii” sunt aranjați într-un mod mai simplu.

Însă, din moment ce nu există un sistem centralizat care coordonează toate mișcările creaturilor, cum poate avea loc orice fel de activitate cerebrală?

Noul studiu sugerează că neuronii C. hemisphaerica sunt structurați într-o rețea ca o umbrelă, ce redă fidel forma vietății. Aceștia sunt, apoi, împărțiți în mai multe „felii”, ca într-o plăcintă.

Fiecare tentacul este conectat cu una dintre aceste „felii”. Așa că atunci când brațul meduzei detectează și capturează prada, neuronii dintr-o anumită zonă sunt activați într-o secvență specifică.

Mai întâi, neuronii din exterior trimit mesaje către celulele nervoase din centrul structurii, acolo unde este localizată gura meduzei. Acest mecanism determină apoi mișcarea tentaculului și sincronizarea cu nucleu, pentru a înghiți prada. Pentru a afla ce neuronii determină acest efect de domino, cercetătorii au șters un anumit tip de celule - numite neuroni RFa+ - din zonele aflate în extremitatea meduzei. Atunci când au făcut asta, transferul hranei către gura meduzei nu s-a mai produs. Așadar, concluzia cercetătorilor este aceea că neuronii RFa+ sunt necesari inclusiv pentru procesele de hrănire.

Prin contrast, înotul, de exemplu, nu a fost afectat de această modificare, fapt care sugerează că există alte tipuri de celule neuronale care controlează aceste comportamente.

Pentru a vedea felul în care neuronii interacționează unii cu alții și determină anumite procese, cercetătorii au recurs la înlăturarea chirurgicală a anumitor părți ale corpului. Atunci când gura meduzei a fost înlăturată din ecuație, creaturile au încercat să ducă mâncarea, cu ajutorul tentaculelor, către aceeași zonă.

Chiar și atunci când tentaculele meduzei au fost îndepărtate de biologi, semnalele chimice au determinat ca gura să se îndrepte spre sursa de hrană. Descoperirile sugerează că anumite comportamente ale meduzelor sunt coordonate prin intermediul unor grupuri diferite sau de către neuroni organizați în structuri funcționale, localizați pe circumferința umbrelei.

Mai mult, atunci când meduzele din studiu au fost private de mâncare, autorii au descoperit că au capturat prada mai rapid, comparativ cu momentele în care nu erau atât de înfometate. Acest lucru indică un soi de feedback neuronal, care alertează meduza cu privire la necesitatea de a pune la treabă sistemul digestiv.

„Dacă această perspectivă ierarhică este corectă, comportamentele coordonate în cazul organismelor cărora le lipsește un sistem nervos central ar fi putut apărea prin multiplicare și prin modificarea unor module autonome mai mici, pentru a forma super-module funcționale care să interacționeze unele cu altele”, sugerează autorii. 

__________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: