Учёные открыли существо, у которого мозг повсюду: морские ежи нарушили правила биологии

Морские ежи оказались куда сложнее, чем представлялось ранее. Международная команда биологов обнаружила, что эти морские животные обладают распределённым мозгом, охватывающим всё тело. Их нервные клетки и фоторецепторы образуют единую сеть, которая позволяет ежам воспринимать свет и реагировать на него без привычных органов зрения.

Как работает "распределённый мозг"

Ранее считалось, что морские ежи имеют простейшую нервную систему, но новое исследование, проведённое в Берлине, Неаполе, Вильфранше и Лионе, показало обратное. Учёные выяснили: нейроны ежей связаны в единую сеть, пронизывающую всё тело, и выполняют функции, аналогичные мозгу позвоночных животных.

Вместо централизованного мозга, как у человека или рыбы, у ежа каждая часть тела участвует в обработке сигналов. Это означает, что животное способно реагировать на раздражители любым участком тела, превращая организм в своеобразную "живую антенну".

"Мозг этих животных заполняет всё тело, а его организация напоминает мозг позвоночных", — отметила автор исследования, биолог Екатерина Морозова.

Свет без глаз: зрение телом

Учёные описали клетки, похожие на элементы человеческой сетчатки. Эти фоторецепторы разбросаны по поверхности тела и позволяют ежам различать яркость, направление и даже источник света. Некоторые клетки содержат два типа опсинов — белков, чувствительных к свету, — что говорит о способности ежей воспринимать разные спектры.

Такой механизм помогает морским ежам ориентироваться в пространстве и избегать опасности, несмотря на отсутствие глаз. Фактически, всё их тело "видит".

Генетическая загадка

Исследование помогло понять, как один геном формирует две разные формы жизни: симметричную личинку и взрослую особь с пятиконечной радиальной структурой. Анализ отдельных клеток показал, что строение тела взрослого ежа напоминает строение головы, а многие гены, активные у позвоночных в мозге, у ежей работают в периферийных тканях.

Это доказывает, что морские ежи развили уникальную форму интеллекта без центра управления — сложную сеть, распределённую по всему телу.

Сравнение: нервные системы животных

Советы шаг за шагом: как исследуют подобные организмы

1. Сбор образцов. Учёные собирают личинок и взрослых особей морских ежей.
2. Анализ клеток. Применяется секвенирование отдельных клеток для определения их типов.
3. Сопоставление с геномами позвоночных. Ищут сходства в активных генах, отвечающих за нервные функции.
4. Моделирование сигналов. Биологи создают цифровую модель распределённой нервной сети для понимания, как сигналы проходят через тело.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

А что если у других животных тоже есть "телесный мозг"?

Учёные предполагают, что распределённые нервные системы могут встречаться у большего числа видов, чем считалось раньше. У медуз, гидр и некоторых червей наблюдаются похожие принципы — управление без центрального узла. Возможно, именно такая схема была первичной моделью мозга на ранних этапах эволюции.

Плюсы и минусы распределённого мозга

FAQ

Могут ли морские ежи обучаться?

Прямых доказательств обучения нет, но реакция на повторяющиеся стимулы показывает зачатки адаптивного поведения.

Как ежи видят без глаз?

Фоторецепторы по всему телу воспринимают свет и тень, помогая животному ориентироваться и прятаться от хищников.

Почему у них нет туловища?

Учёные выяснили, что гены, формирующие туловище у других животных, у ежей активны только во внутренних органах.

Мифы и правда

• Миф: морские ежи — простейшие животные.
• Правда: их нервная система сложнее, чем у многих беспозвоночных, и ближе к системам позвоночных.
• Миф: они полностью слепы.
• Правда: ежи видят телом, воспринимая свет с разных направлений.
• Миф: у них нет мозга.
• Правда: мозг есть, но он распределён по всему телу.

3 интересных факта

1. Морские ежи могут реагировать на свет даже под слоем песка.
2. Их радиальная симметрия формируется после личиночной стадии с обычной осью тела.
3. В ДНК ежей обнаружены гены, схожие с генами человеческих нейронов.

Исторический контекст

Интерес к морским ежам возник ещё в XIX веке, когда биологи заметили, что их развитие не похоже на других животных. Однако только современные технологии секвенирования позволили рассмотреть их нервную систему на клеточном уровне. Новое открытие стало ключом к пониманию того, как природа может строить интеллект без мозга в привычном смысле.

Открытие распределённого мозга у морских ежей меняет представление о границах интеллекта в живой природе. Эти существа доказывают, что разумность может принимать самые разные формы — от человеческого мозга до сети, пронизывающей всё тело. Возможно, именно такие организмы помогут учёным понять, как зародилось сознание на нашей планете.