"הליכה דגים" גילוי שאריות האבולוציה של תורת האדם

הליכה היא הרבה יותר מסובך מאשר לשים רגל אחת מול השני. כדי שזה יקרה, נוירונים מוטוריים במוח וחוט השדרה חייבים לתאם באופן מיידי את השרירים שאתה צריך כדי להתקדם, ואז לנהל את הגפיים, הריאות והמוח כדי לעבוד בהרמוניה כדי להביא לך לאן אתה צריך ללכת. מקורותיה של אסטרטגיה ארגונית משוכללת זו הם עכורים: עד לאחרונה, התיאוריה המקובלת ביותר היא זו שראיתם על כרזות ביולוגיות בתיכון, ומראה כי היכולת ללכת התפתחה כחולייתנים שעברו מן הים לאדמה.

אבל מחקר חדש, שפורסם ביום חמישי, משנה את התיאוריה בצורה מנוגדת. בכתב העת תא, צוות בינלאומי של מדענים מדווחים כי היכולת של עצבי חוט השדרה לבטא את השרירים להליכה צצה לפני מיליוני שנים בים.

"למדנו כי חלק מהדברים שאנו חושבים באופן כללי התפתחו אצל בעלי חיים" מתקדמים "יותר, כגון תאי העצבים השולטים בהליכה, הם למעשה הרבה יותר עתיקים ממה שחשבו קודם לכן", כותב המחבר ומדען המוח של אוניברסיטת ניו יורק, ג'רמי דאסן, דוקטור, מספר הפוך.

משמעות הדבר היא כי היצורים הראשונים שפיתחו את היכולת ללכת - האב הקדמון המקשר בין דגים לבני אדם - נשאר מתחת למים. כמה מהצאצאים שלהם הפכו בסופו של דבר לחסרי חוליות ביבשה, בעוד שאחרים נשארים על קרקעית האוקיינוס ​​היום, עדיין הולכים.

אחד מתושבי השכונה, החלקה הקטנה, היה מוקד המחקר החדש. גלגיליות, שנראות כמו קרניים, הן דגי סחוס שלא השתנו הרבה במאות מיליוני השנים שהיו קיימות. והם "הולכים", אבל סביר להניח שאתה לא יכול להגיד על ידי מסתכל. מחקרים קודמים הראו כי הם מניפים את סנפי האגן הקטנים שלהם לסירוגין בתנועות שמאל ימניות כדי לזחול לאורך קרקעית האוקיינוס ​​- שבקושי יורגש לצולל צלילה המרחף מעליהם באוקיינוס ​​האטלנטי המערבי.

"אחד הממצאים המפתיעים ביותר היה עד כמה דומה התנועה של הסנפירים האגן של החלקה לדרך בה אנו משתמשים ברגליים במהלך ההליכה", אומר דסן. "אנחנו יכולים רק להעריך את זה מלקחת קטעי וידאו מתחת לגלגיליות בזמן שהם הולכים. זה הראה כי רבים מן האלמנטים הבסיסיים של הליכה, כמו החלפה בין הרגליים שמאל וימין, הרחבות רגל וכיפוף, היו גלגיליות."

Dasen וצוותו החלו ללמוד קבוצה של גלגיליות כפי שהם פיתחו במקרים הביצה שלהם. בעובר סקייט, הזנב הוא הדבר החזק ביותר שדוחף את תנועתו, אבל אחרי שהוא נועל, הזנב בסופו של דבר נסוג - כנראה בגלל תנועה באמצעות סנפירים האגן הוא עומד לשלוט.

ניסוי מעקב על הגלגיליות השתמש ברצף ה- RNA כדי להעריך אילו גנים באו לידי ביטוי בנוירונים המוטוריים של הסקייט והשוו אותם לגנים הקשורים לתנועת יונקים. זה הראה כי skates ו יונקים למעשה יש הרבה במשותף, כולל מולקולות לידי ביטוי נוירונים המוטוריים של בעלי חוליות הקרקע, מתגים מולקולריים ששולטים על השרירים, ו interneurons השולטים תנועה.

"רבים מהגנים שלמדנו בחלקהנים היו ידועים מאוד לתפקוד של נוירונים מוטוריים השולטים בהליכה ביונקים", אומר דאסן. "חלק מהגנים האלה מייצרים חלבונים שידועים כ"מתגים גנטיים", שהופכים גנים לסירוגין. המחקר שלנו מראה כי אותם מתגים משמשים הן skates ו יונקים כדי לעזור חוט את מעגלי העצבים חיוניים עבור הליכה.

יחד, התצפיות מעידות על כך שהמעגלים הכרוכים בשליטה על הגפיים החלו עם אב קדמון של מיליוני שנים לפני שהכל הלך על הקרקע. כאשר אבותינו התפתלו על החול עם הגפיים הקדומות שלהם, התהליכים שהניבו את תנועתם כבר מזמן הוקמו. עם זאת, Dasen וצוותו ימשיכו ללמוד את הגלגיליות הקטן כדי להבין איך בדיוק נוירונים המנוע שלהם להתחבר, בתקווה שיום אחד ידע זה יכול לעזור לאנשים עם פציעות קשות בעמוד השדרה.

"אנחנו למעשה יודעים מעט מאוד על האופן שבו תאי עצב במוח ובחוט השדרה מתקשרים עם הנוירונים המוטוריים השולטים בהליכה", אומר דאסן.

"אנו מקווים שנוכל לנצל את הפשטות היחסית של סנפיר ההחלקה כדי להבין כמה מהקשרים העצביים החשובים המאפשרים הליכה, ובסופו של דבר לבדוק האם אותם קשרים חשובים ליונקים".

אם אתה אוהב את המאמר הזה, לבדוק את זה וידאו המסביר את המחקר שנוצר על ידי מחברי המחקר: