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Une nouvelle étude révèle que les céphalopodes rendent leur cerveau similaire à celui des vertébrés

Les céphalopodes sont capables de certains comportements vraiment impressionnants. Ils peuvent rapidement traiter les informations pour transformer la forme, la couleur et même la texture, en se fondant dans leur environnement. Ils peuvent également communiquer entre eux, montrer des signes d’apprentissage spatial et utiliser des outils pour résoudre des problèmes. Ils sont si intelligents qu’ils s’ennuient même et commencent à faire des bêtises.

Ce n’est un solution pour personne ce qui rend tout cela possible : ces animaux marins, qui comprennent le poulpe, le calmar et leurs cousins ​​la seiche, ont le cerveau le as well as complexe de tous les invertébrés de la planète. Ce qui reste un mystère, cependant, c’est comment les céphalopodes ont développé ces gros cerveaux en premier lieu. Un laboratoire de Harvard qui étudie les systèmes visuels de ces créatures au corps mou – où se concentrent les deux tiers de leur tissu de traitement central – pense qu’ils sont sur le position de le comprendre.

Des chercheurs du FAS Center for Devices Biology décrivent dans une nouvelle étude remark ils ont utilisé une nouvelle method d’imagerie en immediate pour observer la création de neurones dans des embryons de calmar presque en temps réel. Ils ont ensuite pu suivre ces cellules tout au lengthy du développement du système nerveux dans la rétine.

Ils ont été surpris de découvrir que ces cellules souches neurales se comportaient de manière très similaire à celles des vertébrés au cours du développement du système nerveux. Les résultats suggèrent que si les vertébrés et les céphalopodes ont divergé il y a 500 millions d’années, le processus par lequel les deux ont développé de gros cerveaux était similaire. De in addition, la façon dont les cellules agissent, se divisent et se façonnent peut essentiellement suivre une sorte de strategy requis pour ce form de système nerveux.

“Nos conclusions ont été surprenantes car or truck une grande partie de ce que nous savons sur le développement du système nerveux chez les vertébrés a longtemps été considérée comme étant spéciale à cette lignée”, a déclaré Kristen Koenig, membre émérite de John Harvard et auteur principal de l’étude. “En observant le fait que le processus est très similaire, ce qu’il nous a suggéré, c’est que ces deux très grands systèmes nerveux évolués indépendamment utilisent les mêmes mécanismes pour les construire. Ce que cela suggère, c’est que ces mécanismes — ces outils — l’utilisation des animaux au cours du développement peut être importante pour la design de grands systèmes nerveux.”

Les scientifiques du Koenig Lab se sont concentrés sur la rétine d’un calmar appelé Doryteuthis pealeii, as well as simplement un calmar côtier à nageoires longues. Les calmars atteignent approximativement un pied de extended et sont abondants dans le nord-ouest de l’océan Atlantique. Les embryons ressemblent à d’adorables personnages d’anime avec de grosses têtes et de grands yeux.

Les chercheurs ont utilisé des strategies similaires à celles régulièrement utilisées pour étudier les organismes modèles, comme les mouches des fruits et le poisson zèbre. Les chercheurs ont utilisé des colorants fluorescents pour marquer les cellules afin de pouvoir les cartographier et les suivre.

Cette system d’imagerie en direct a permis à l’équipe d’observer des cellules souches appelées cellules progénitrices neurales et leur organisation. Les cellules formaient un sort particulier de composition appelée épithélium pseudostratifié. Sa principale caractéristique est que les cellules sont allongées afin qu’elles puissent être densément emballées. Les chercheurs ont également vu le noyau de ces buildings monter et descendre avant et après la division. Ce mouvement est crucial pour garder le tissu organisé et permettre une croissance proceed, ont-ils déclaré.

Ce form de structure est universellement observé dans le développement du cerveau et des yeux chez les espèces de vertébrés. Il a longtemps été considéré comme l’une des raisons pour lesquelles le système nerveux des vertébrés pouvait devenir si grand et si complexe. Les scientifiques ont observé des exemples de ce type d’épithélium neural chez d’autres animaux, mais le tissu du calmar était également étonnamment similaire à celui des vertébrés en termes de taille, d’organisation et de mouvement du noyau.

La recherche a été dirigée par Francesca R. Napoli et Christina M. Daly, assistantes de recherche au Koenig Lab.

Ensuite, le laboratoire prévoit d’examiner remark différents types de cellules émergent dans le cerveau des céphalopodes. Koenig veut déterminer s’ils s’expriment à des times différents, remark ils décident de devenir un variety de neurone plutôt qu’un autre et si cette motion est similaire d’une espèce à l’autre.

“L’un des grands enseignements de ce sort de travail est à quel issue il est précieux d’étudier la diversité de la vie”, a déclaré Koenig. “En étudiant cette diversité, vous pouvez réellement revenir à des idées fondamentales sur même notre propre développement et nos propres questions biomédicales pertinentes. Vous pouvez vraiment parler de ces issues.”