Строение гребенчатых медуз долгое время считалось одним из самых примитивных в животном мире. Эти студенистые существа появились в океанах Земли примерно 550 миллионов лет назад. Недавнее исследование показало, что центральный орган чувств гребневиков устроен гораздо сложнее, чем предполагалось, и по своей структуре напоминает мозг. Исследование опубликовали в журнале Science Advances.  Ранее ученые выяснили, что морской еж думает и «видит» всем телом. 

Гребневики — одни из главных кандидатов на роль «прототипа» первых многоклеточных животных. Наряду с губками они считаются наиболее близкими к нашему последнему общему предку, который жил сотни миллионов лет назад. И если у этих древнейших существ уже была сложная нервная система, значит, мозгоподобные структуры сопровождают жизнь на Земле гораздо дольше, чем мы думали.

«Наше исследование значительно расширяет представления о том, как развивалась координация движений у животных», — поясняет Павел Буркхардт, биолог-эволюционист из Бергенского университета в Норвегии, старший автор работы.

Разгадать секрет гребневика помогла передовая технология — объемная электронная микроскопия. Ученые создали трехмерные сканы аборального органа, который есть у этих существ. Это небольшая сенсорная структура, своего рода навигационный прибор: с ее помощью медуза чувствует гравитацию, перепады давления и направление света, чтобы ориентироваться в толще воды. Раньше при традиционном препарировании разглядеть детально его устройство было невозможно.

Оказалось, что нервная сеть, пронизывающая тело гребневика, сходится в плотном узле вокруг этого органа, а между ними образуются четкие пути для передачи электрических сигналов — синапсы. Сам аборальный орган состоит примерно из 900 клеток, которые относятся к 17 разным типам. Причем 11 из них были совершенно неизвестны науке. 

«Я была поражена разнообразием форм клеток в этом органе», — признается молекулярный биолог Анна Феррайоли из Бергенского университета.

Ученых удивило и другое. Многие клетки в этой области были заполнены везикулами — микроскопическими пузырьками с жидкостью, которые переносят различные химические вещества. По мнению исследователей, здесь работает механизм так называемой объемной передачи. Это способ обмена сигналами, при котором вещества вроде серотонина, дофамина или гистамина не передаются точечно от клетки к клетке через синапсы, а как бы «разливаются» в пространстве между ними, влияя на их работу более широко и медленно.

Получается, что у гребневиков есть своя, уникальная централизованная система управления. Причем гены и молекулы, которые они используют для ее построения, не встречаются ни у их родственников стрекающих (обычных медуз и актиний), ни у других беспозвононых. Хотя этот орган внешне совсем не похож на человеческий мозг, для самого животного он выполняет ту же роль — собирает сенсорную информацию и управляет поведением. 

«Похоже, что эволюция не раз изобретала централизованную нервную систему, просто каждый раз делала это по-своему», — добавляет Павел Буркхардт.

Следующий шаг для команды ученых — выяснить, как именно недавно открытые типы клеток влияют на поведение гребневиков и какова их молекулярная природа.