Havorm omskriver hjernens historie
En havorm har det stillads som er nødvendigt for at lave en hjerne. Den stiller spørgsmålstegn ved forestillingen om, at hvirveldyrene er de første og eneste, som har haft muligheden for at lave den grå tænkeklump.

Den voksne agernorm ser ikke specielt spektakulær ud. Men gemt inde i ormen finder vi en af brikkerne i det puslespil, der er vores hjernes udvikling. (Foto: Ariel Pani)

Den voksne agernorm ser ikke specielt spektakulær ud. Men gemt inde i ormen finder vi en af brikkerne i det puslespil, der er vores hjernes udvikling. (Foto: Ariel Pani)

Hidtil har den rådende teori om hjernens udvikling været som følger:

På et tidspunkt adskilte hvirveldyrene sig fra deres nærmeste slægtninge; de hvirvelløse sækdyr og lancetfiskene. Efter det blev grundlaget for det, der i dag er hjernen, udviklet.

I hovedsagen drejer det sig om tre signalområder i fostret, som styrer udviklingen af forhjernen, midthjernen og baghjernen.

Men et studie i sidste uges Nature viser, at en ganske beskeden skabning, en orm som lever nedgravet i mudder på havets bund, også har disse tre områder som foster.

Alligevel har den ingen hjerne. Forskerne kalder områderne for hjernens stillads.

»Dette vil forandre, hvordan vi tænker om hjernens evolution,« siger Chris Lowe, evolutionsbiolog og en af studiets forfattere, til NatureNews.

Rundt om evolutionstræet

Først lidt grundlæggende om livets udvikling:

Illustration 1: Sådan har man hidtil ment, at hjernens udvikling så ud. (Illustration: Per Byhring)

Rygstrengsdyrene er en dyregruppe, som omfatter både hvirveldyrene – som har en fuldt udviklet rygrad – og også lancetfiskene og sækdyrene, som har rygmarv, men ikke selve skelettet rundt om.

Hvirveldyrene har en tredelt hjerne, lancetfiskene og sækdyrene har det ikke.

Et hak længere nede på udviklingstræet finder vi enteropneustrene, eller agernormene. På engelsk kaldes den ’acorn worm’. Det er fordi den har et agernlignende påhæng for enden af kroppen, som den bruger til at opfatte omverdenen med.

Agernormen tilhører gruppen hemichordata, og er altså et mellemled mellem rygstrengsdyrene og alle de andre hvirvelløse dyr. Agernormen har heller ikke en tredelt hjerne, faktisk har den ikke en hjerne i det hele taget, men den har altså teknisk set grundlaget for en hjerne.

De samme proteiner giver hudhjerne

Ved at gøre enkelte proteiner selvlysende i agernormfostre, har forskerne fra Marine Biological Laboratory (MBL) i Woods Hole og fra University of Chicago kunnet følge med i, hvilke proteiner, der vises hvor i ormens udvikling.

Overraskende nok viste det sig, at ormens gener laver de samme proteinkombinationer på de samme steder, som proteinerne laver i for eksempel løvers og giraffers fostre.

Resultaterne er imidlertid ret forskellige:

Selvlysende markører på hvert billede viser de forskellige gener, som er aktiveret og laver proteiner i et agernormfoster. Flere farver på samme billede viser flere forskellige geners aktivitet i det samme embryo. (Foto: Ariel Pani)

Mens mennesker og hunde og hajer udvikler en hjerne, dannes der bare nogle enkelte nerveceller i huden på agernormen. Den har dermed det, forskerne kalder en ’hudhjerne’.

Tegner evolutionstræet på ny

Tidligere har forskerne antaget, at grundlaget for hjernen for første og eneste gang blev lagt efter at hvirveldyrene skilte sig ud som en egen gruppe af rygstrengsdyr. Men det stemmer altså ikke.

Stilladset, signalcentrene, opstod længe før.

Grundtegningen blev faktisk tegnet allerede før hemichordaterne og rygstrengsdyrene skilte sig ad. En eller anden ukendt krabat har altså levet på jorden med mulighed for at skaffe sig en hjerne, og den er forfader til både enteropneusterne, sækdyrene, lancetfiskene og menneskene.

På illustration 2 kan du se, hvordan evolutionsbiologerne nu tror, at hjernens stillads først blev udviklet.

Umuligt at det er tilfældigt

»Jeg forventer, at forskellige dyr har nogle af de samme gener, men det var ganske overraskende, at disse gener vises som proteiner i de samme signalcentre, og i de tilsvarende områder i kroppen,« kommenterer evolutionsbiologen Cliff Tabin ved Harvard Medical School til Nature News.

Han har ikke selv været med til studiet, men Cliff Tabin mener, at det er umuligt, at disse ligheder i fosterudviklingen skyldes tilfældigheder.

Illustration 2: Nu er billedet ændret, og udviklingen af hjernen ser nu sådan ud. (Illustration: Per Byhring)

Det nye studie ændrer også sækdyrenes og lancetfiskenes udviklingshistorie:

Det er sandsynligvis ikke sådan, at de aldrig udviklede et hjernestillads, men heller ikke, at de engang havde disse centre, og så mistede dem igen.

»Det betyder, at dette underlige, svampede havdyr kan være vældigt informativt, når vi forsøger at forstå hvirveldyrenes evolution og genetik. Det er helt uventet,« siger studiets hovedforfatter Ariel Pani i en pressemeddelelse fra MBL.

Én ting, det nye studie ikke giver svar på, er hvad agernormen bruger sine signalcentre til. Chris Lowe tror, at de muligvis hjælper til i udformningen af nerver og væv, som omgiver centrene.

© forskning.no Oversættelse: Julie M. Ingemansson

 

 

 

 

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.