צוות בינלאומי של מדענים חשף חלק מרתק מהפאזל האבולוציוני: כיצד התפתח חוט העצבים הגחוני, מרכיב מרכזי במערכת העצבים המרכזית, בבעלי חיים אקדיזוזוניים, קבוצה הכוללת חרקים, נמטודות ותולעים פריאפוליד. הממצאים שלהם, שפורסמו ב התקדמות המדעמספקים תובנות חשובות לגבי מקורותיהם של מבנים אלה בתקופה הקמבריה הבסיסית.
צוות המחקר, הכולל את ד"ר דנג וואנג (אוניברסיטת צפון מערב), ד"ר ז'אן וונייר (אוניברסיטת ליון), ד"ר כימה מרטין-דורן (אוניברסיטת קווין מרי בלונדון), וד"ר מריה הרנץ (אוניברסיטת ריי חואן קרלוס), ניתח בצורה יוצאת דופן- מאובנים השתמרו ממרבצי קמבריון מרכזיים. מאובנים אלה כוללים נציגים של ה-Scalidophora שהתפתחה מוקדמת, תת-קבוצה של Ecdysozoa, המציעה הצצה נדירה לארכיטקטורת מערכת העצבים של בעלי חיים עתיקים.
Ecdysozoans כוללים פרוקי רגליים (כגון חרקים וסרטנים), נמטודות (תולעים עגולות), וקבוצות קטנות יותר כמו kinorhynchs ("דרקוני בוץ") ופריאפולידים ("תולעי פין"). מערכות העצבים המרכזיות שלהם, הכוללות את המוח וחוט עצב הגחון, סיקרנו מדענים זה מכבר המבקשים להבין את הקשרים האבולוציוניים בין הקבוצות הללו.
לדוגמה, פריאפולידים מציגים חוט עצב גחון יחיד, בעוד שלוריציפרנים ולקינורהינקים יש חוטי עצב מזווגים, כאשר לקינורהינץ' גם גנגליונים זוגיים מפתחים. האם לאקדיזוזאן הקדמוני היה חוט עצב גחון יחיד או זוגי? יתר על כן, בעוד לוריציפרנים ולקינורהינקים חולקים עיצוב מערכת עצבים דומה עם פרוקי רגליים, הם מרוחקים מבחינה פילוגנטית. האם קווי הדמיון הללו הם תוצאה של אבולוציה מתכנסת, או שהם משקפים מקור אבולוציוני משותף?
סקאלידופורנים, הכוללים פריאפולידים, לוריציפרנים וקינורהינקים, הופיעו לראשונה בקמבריום הקדום. הם מייצגים שושלת מכרעת לחקירת המסלול האבולוציוני של חוט העצב הגחון באקדיזוזואנים. על ידי חקר מאובנים מתצורת Kuanchuanpu Fortunian (למשל, Eopriapulites ו-Eokinorhynchus), הביוטה של צ'נג-ג'יאנג (למשל, Xiaoheiqingella ו-Mafangscolex), ו-Wuliuan Ottoia prolifica, החוקרים זיהו מבנים מוארכים לאורך הצד הגחוני של אורגניזמים עתיקים אלה.
"המבנים האלה דומים מאוד למיתרי העצבים הגחונים הנראים בפריאפולידים מודרניים", הסבירו ד"ר דנג וואנג וד"ר ז'אן וונייר. הניתוח שלהם מצביע על כך שמאובנים אלה משמרים רשמים של חוטי עצב גחוני בודדים, ושופכים אור על מצב האבות הסביר של סקאלידופורנים.
אנליזה פילוגנטית תומכת בהשערה שחוט עצב גחון בודד היה המצב הקדמוני של סקאלידופורנים. יתרה מכך, הקיבוץ האבולוציוני של נמטואידים ופנרתרופודים (קלאדה הכוללת פרוקי רגליים, טרדיגרדים ואוניכופורנים) מצביע על כך שגם לאבא הקדמון המשותף שלהם היה חוט עצב אחד.
"זה מוביל אותנו להציע שהאב הקדמון המשותף של כל האקדיזוזואנים היה בעל חוט עצב גחון יחיד", אמר ד"ר Chema Martin-Durán. "מיתרי העצבים המזווגים שנצפו בפרוקי רגליים, לוריציפרנים וקינורינץ' התפתחו כנראה באופן עצמאי, ומייצגים תכונות נגזרות."
המחקר גם מדגיש קשר בין האבולוציה של מיתרי עצב גחון זוגיים, גנגליונים ופילוח גוף. Loriciferans, kinorhynchs ו-panarthropods מציגים דרגות שונות של פילוח גוף, מה שמצביע על כך ששינויים מבניים אלה עשויים להתפתח יחד עם שינויים במערכת העצבים.
ד"ר מריה הרנץ ציינה, "הופעת חוטי עצב מזווגים הקלה ככל הנראה על תיאום תנועה גדול יותר, במיוחד בבעלי חיים מפולחים. במהלך המעבר הפרה-קמבריאני-קמבריאן, שינויים במערכת העצבים והשרירים היו קשורים כנראה להתפתחות של נספחים, מה שאיפשר מורכב יותר. תְנוּעָה."
תגלית פורצת דרך זו מעשירה את הבנתנו את האבולוציה האקדיזוזואית ומדגישה את תפקידו של תיעוד המאובנים בטיפול בשאלות מפתח על התפתחות מוקדמת של בעלי חיים. על ידי קישור מבנים של מערכת העצבים למגמות אבולוציוניות רחבות יותר, המחקר מספק תמונה ברורה יותר של האופן שבו השושלות האקדיזוזואניות המגוונות התעוררו והתאימו לסביבתם.
