https://frosthead.com

Kako su znanstvenici rekonstruirali mozak davno izumrle zvijeri

Povezani sadržaj

  • Sjećanje na Tasmanski tigar, 80 godina nakon što je postao izumrli

Godine 1936. životinja nazvana Benjamin umrla je zanemarena i sama u australskom zoološkom vrtu, a zbunjujuća vrsta dočekala je svoj kraj.

Osim duljeg repa i pruga preko svog krznenog tijela, Benjamin je na mnogo načina sličio psu. Ali nije bio pas. Bio je marsupial zvan tilacin, posljednji poznati član njegove vrste na Zemlji. Iako je tilacin već 80 godina izumro, to nije prestalo entuzijaste u potrazi; Ted Turner jednom je ponudio nagradu od 100.000 dolara za bilo kakav dokaz živog tilacina.

"Mnogi su jednostavno fascinirani ovim stvorenjem, " rekao je Greg Berns, neuroznanstvenik sa Sveučilišta Emory. "Bilo je ikonično."

Ali čak i ako ljudi nikada neće vidjeti drugi živi tilacin, to ne znači da im ne možemo ući u glavu. Zahvaljujući kontinuiranoj fascinaciji tim stvorenjima i novim tehnikama snimanja mozga, Berns je sada rekonstruirao kako vjerovatno misli ova životinja.

Berns je većinu svoje karijere proveo proučavajući pseće spoznaje - trenirao je pse kako bi budni i nesputani sjedili u MRI mašinama kako bi proučavali njihove neuronske obrasce kad reagiraju na naredbe ili hranu. Prije otprilike tri godine naišao je na tilacin i bio je fasciniran kako životinje poput pasa izgledaju, usprkos potpuno drugačijoj evolucijskoj pozadini. Sličan izgled drugim sisavcima nadahnuo je njegova dva glavna nadimaka: Tasmanski tigar i Tasmanski vuk.

Tilacin je vjerojatni primjer konvergentne evolucije, prirodne verzije neovisnog izuma, kaže Berns. Na australskom kopnu, a kasnije i na obližnjem otoku Tasmaniji, tilacin je bio grabežljivac najviše razine i tako je razvio osobine koje će mu pomoći u lovu. Te osobine, uključujući dugu njušku, velike uši, oštre zube i glatko tijelo. Vukovi, drugi majstor vrhova, kasnije bi te iste osobine evoluirali odvojeno.

Prije otprilike 2000 godina, tilacin je vjerojatno doveo do istrebljenja na kopnu Australiji autohtonim ljudskim lovom i nadmetanjem dingoa (divljih pasa). Do trenutka kada su Europljani stigli u Australiju, marsupial je pronađena samo Tasmanija, a ne u velikom broju. Tilacin je smatran takvom smetnjom i rizikom za stočare, da je vlada čak plaćala zalihe lovcima da ih ubiju. Natjecanje divljih pasa i domovina koje su donijeli, kao i uništavanje staništa također su vjerojatno pridonijeli njihovoj smrti.

Kako su viđenja od tilacina postajala sve rjeđa, vlasti su počele razmatrati zaštitu vrste. U srpnju 1936. Tasmanska vlada proglasila je tilacin zaštićenom vrstom, ali bilo je prekasno: Dva mjeseca kasnije vrsta je izumrla.

Kao i mnogi drugi, i Bernsa je privlačio tilacin i njegova neobično pasa. Kako bi ga zavirio u um, prvo je pronašao mozak tilanina sačuvan u formaldehidu u Smithsonian Instituciji. Taj mozak, koji je pripadao muškom tasmanskom tigra koji je živio u Nacionalnom zoološkom vrtu do svoje smrti 1905., pridružio se drugom istraživanju iz australskog muzeja u Sydneyu, navodi se u jučerašnjoj studiji objavljenoj u časopisu PLOS One .

Berns je koristio MRI skeniranje i relativno novu tehniku ​​nazvanu difuzijskim tenzorskim slikama, koja preslikava područja mozga "bijela tvar" - tkivo koje prenosi živčane signale do i od neurona u različitim dijelovima mozga. Za usporedbu, učinio je isto skeniranje na dva sačuvana mozga tasmanskih vragova, najbližeg živog rođaka tilacina.

Tasmanski vrag Tasmanski vrag je najbliži život u odnosu na tilacin, ali stoji na rubu izumiranja od gubitka staništa i bolesti. (Wayne McLean / Wikimedia)

U usporedbi s vražjim rođacima, kaže Berns, tilacin je imao veći i složeniji prednji režanj. To bi životinjama omogućilo da shvate složeno planiranje, koje bi bilo potrebno za vrhovnog grabežljivca koji mora neprestano loviti svoju hranu. Ovo je suprotno tasmanijskom vragu, kaže Berns, koji obično čisti svoje obroke i ne mora nužno imati iste vještine planiranja i lova.

"Kada su tilaksini bili živi, ​​oni su odbačeni kao glupe životinje", kaže Berns. "[Ovi rezultati] sugeriraju drugačije."

Poput ostatka tijela životinje, i mozak se razvija kako je potrebno da bi ispunio određenu nišu u okolišu, kaže Berns. Međutim, kako točno funkcionira ovaj postupak izvan primata i laboratorijskih životinja, ostalo je uglavnom nepoznato. "Jedna od stvari za koje se nadam da će proizaći iz ovoga jest bolje razumijevanje odnosa životinje između okoliša i mozga", kaže on. "Malo ljudi proučava mozak divljih životinja."

Da bi to ispravio, Berns je prije dva mjeseca pokrenuo projekt nazvan "Kovčeg mozga" u suradnji s Kennethom Ashwellom, neuroznanstvenicom sa Sveučilišta u Novom Južnom Walesu. Konačno, Arka nastoji stvoriti digitalnu arhivu skeniranja mozga životinja koje znanstvenici mogu proučavati s bilo kojeg mjesta na svijetu. Do sada je skenirao desetak mozgova, kaže on.

Ashwell je posebno zainteresiran za gledanje kako se neuralno evolucijsko stablo može preslikati s više podataka o drugim vrstama, živim i izumrlim. Skeniranje njegovog tima s australijskom kratkodlakom ehidnom pokazuje sličnu neuronsku arhitekturu kao i tilacin, što znači da bi moždani krugovi ove dvije životinje mogli evoluirati u zajedničkog pretka prije više od 200 milijuna godina. Također se nada da bi daljnje skeniranje moglo pomoći znanstvenicima da saznaju više o slabo razumjenom društvenom ponašanju tilakina i kako ga uspoređuje sa živim marsupials.

Ali uvidi koji bi ta ispitivanja mogla pružiti nadilaze rijetke i fascinantne životinje odavno mrtve. Leah Krubitzer, evolucijski neurobiolog sa Kalifornijskog sveučilišta u Davisu, koja nije bila uključena u studiju, kaže da će slične studije živih i izumrlih i vrsta omogućiti znanstvenicima da ne samo pomognu preslikati kako su se razvijali mozgovi životinja - nego i prenijeti nove spoznaje o tome kako se razvijao ljudski mozak i što ga upravo čini tako jedinstvenim.

"Ne mogu smisliti bolju stvar koja bi se mogla financirati", kaže Krubitzer. "Ovo je dio naše vlastite povijesti."

Ispravljanje, 23. siječnja 2017.: U ovom je članku u početku rečeno da je Benjamin marsupial, ali ne i sisavac. Marsupials su sisavci koji se obično rađaju prije nego što su potpuno razvijeni i nastave se razvijati u majčinoj torbici.

Kako su znanstvenici rekonstruirali mozak davno izumrle zvijeri