شباهت مغز مارماهی به مغز انسان

به گزارش کلیک، مقاله منتشر شده در نیچر (Nature) نشان می دهد که دو عنصر از معماری ژنی مغز که تصور می شد مختص مهره داران آرواره دار است، در دو ماهی بی آرواره هم یافت شده است، مارماهی دهان گرد و مارماهی.
بیشتر گونه های مهره دار آرواره دارند و به نظر می رسد توسعه در محدوده زمانی پلازوییک اتفاق افتاده است. مهره داران آرواره دار -شامل انسان ها- بسیاری از شاخصه های پیشرفتی را که برای یک هزاره بدون تغییر مانده است، به طور اشتراکی دارند. به نظر بسیاری از دانشمندان طرح بنیادی توسعه مغز در مهره داران آرواره دار به تکامل رسیده است، از آنجایی که به نطر می رسد مغز مارماهی دهان گرد و مارماهی، تنها ماهی بی آرواره ای که تا امروز زنده مانده اند است، فاقد دو منطقه کلیدی می باشد.
شواهد اخیر علامت سوالی بر این موضوع گذاشته است. تیم ریکن، به عنوان تنها آزمایشگاهی که قادر به مطالعه جنین مارماهی دهان گرد است، تحت سرپرستی شیگرو کوراتانی است و در موقعیت بی نظیری برای استفاده از فناوری قرار گرفته شده از زیست توسعه یافته برای شکست این موقعیت بحرانی است.
مغز مهره داران از یک لوله عصبی که به قسمت های مختلفی تقسیم شد، توسعه یافته است. توسعه هر بخش بسیار خاص است و با بروز یک ژن خاص در زمان و مکان بسیار دقیق کنترل می شود. الگو بروز این ژن ها -یا معماری ژن ها- تا حد زیادی در مهره داران آرواره دار حفظ شده است. مشخص شده که مارماهی -گونه ای از ماهی بی آرواره- فاقد دو منطقه متعارف در مهره داران آرواره دار است، مخچه و منطقه ای بنام برجستگی غده عصبی میانی، یا MGE، که پالیدم و نورون های میانی غشایی از آن نشات گرفته اند.
در مهره داران آرواره دار، MGE از بخش جلویی لوله عصبی که ژن های NKx2.1 و هجهاگ را بروز داده و مخچه از منطقه ای بنام لب لوزی که Pax6 را بروز داده توسعه یافته است.

گروه در مارماهی دهان گرد نقطه ای را یافتند که هر دو ژن هجهاگ و NKx2.1 را ارائه می کند، و نخستین بار است که در مطالعات کشف شده است. این موضوع بیانگر این است که مغز مارماهی دهان گرد در واقع دارای منطقه MGE است. به طور مشابه، اگر چه مارماهی دهان گرد مخچه واقعی ندارد، گروه توانست منطقه لب لوزی شکل واضحی را که Pax6 تولید می کند شناسایی نماید.
در این زمان گروه اطمینان یافت که مغز مارماهی دهان گرد و مهره داران آرواره دار حاوی الگوی پیشرفتی مشابه است.
کوراتانی (Kuratani) توضیح می دهد: "مشکل این بود که تاکنون مارماهی الگوی مشابهی را ارائه نداده بود. الگو مغزی مشترک میان مارماهی دهان گرد و مهره داران آرواره دار این احتمال را به وجود آورد که به ظاهر مغز اولیه مارماهی تنها ویژگی خاص این موجود است."
علاوه براین، بدون جواب دادن به سوال مارماهی، این الگوهای اشتراکی را می توان به عنوان تغییراتی که به طور مستقل در هر خانواده ای -آرواره دار و بی آرواره- بعد از این که از هم جدا می شوند رخ می دهد، تفسیر کرد.
به منظور مسئله موجود، گروه دوباره درباره مارماهی تحقیق کرد و چندین منطقه درست جدید که ژن NKx2.1 را ارائه می دهد کشف کرد، اما هیچ نشانی از ژن هجهاگ یافت نکرد، و بیانگر این بود که MGE مارماهی کمی با آنچه که در مهره داران آرواره دار کشف شد متفاوت است. گروه به لارو مارماهی نگاه کرد و منطقه ای شبیه به لب لوزی که اراده دهنده Pax6B است کشف کرد، البته با وجود تفاوت ناچیزی با مارماهی دهان گرد و مهره داران آرواره دار.
کوراتانی می گوید: "ما متوجه شدیم که الگو مهره داران آرواره دار بیشتر شبیه به مارماهی دهان گرد است تا مارماهی و شواهد بیان می کنند که این احتمالا به خاطر تغییرات تکاملی ثانویه در روند تکامل مارماهی است تا تغییرات خاص در مهره داران آرواره دار."
"با این یافته های جدید از مارماهی و مارماهی دهان گرد، نشان دادیم که هر دو گونه موجود ماهی بی آرواره دارای لب لوزی و MGE هستند - منشا مخچه، پالیدم و نورون های میانی گابارجیک در مهره داران آرواره دار. این موضوع به طور قاطعانه ای توسعه الگوهای معماری ژنی را به اجداد مشترک مهره داران آرواره دار و بی آرواره بر می گرداند.

منبع: sciencedaily