https://frosthead.com

Jak naukowcy zrekonstruowali mózg dawno wymarłej bestii

powiązana zawartość

  • Pamiętając o Tygrysie Tasmańskim, 80 lat po wyginięciu

W 1936 r. Zwierzę o imieniu Benjamin umarło zaniedbane i samotne w australijskim zoo, a zakłopotany gatunek spotkał koniec.

Oprócz dłuższego ogona i pasków na swoim futrzanym ciele, Benjamin pod wieloma względami przypominał psa. Ale nie był psem. Był torbaczem zwanym tylakiną, ostatnim znanym członkiem tego rodzaju na Ziemi. Chociaż tylacyna wymarła już od 80 lat, nie powstrzymało to entuzjastów od poszukiwań; Ted Turner zaoferował kiedyś nagrodę w wysokości 100 000 $ za każdy dowód żywej tylacyny.

„Wielu ludzi jest po prostu zafascynowanych tym stworzeniem” - mówi Greg Berns, neurobiolog z Emory University. „To było ikoniczne”.

Ale nawet jeśli ludzie nigdy nie zobaczą żywej tylacyny, to nie znaczy, że nie możemy dostać się do ich głów. Dzięki ciągłej fascynacji tymi stworzeniami i nowym technikom obrazowania mózgu Berns zrekonstruował, jak to zwierzę prawdopodobnie myślało.

Berns spędził większość swojej kariery na poznawaniu psów - wyszkolił psy, aby siedziały bezsennie i swobodnie poruszały się w urządzeniach do rezonansu magnetycznego, aby badać swoje wzorce neuronalne w odpowiedzi na polecenia lub jedzenie. Około trzech lat temu natknął się na tylacynę i był zafascynowany tym, jak wyglądały psy podobne do psów, pomimo zupełnie innego pochodzenia ewolucyjnego. Jego podobny wygląd do innych ssaków zainspirował dwa główne przezwiska: tygrys tasmański i wilk tasmański.

Berno twierdzi, że tylacyna jest prawdopodobnym przykładem zbieżnej ewolucji, naturalnej wersji niezależnego wynalazku. Na kontynencie australijskim, a później na pobliskiej wyspie Tasmanii, tylacyna była drapieżnikiem najwyższego poziomu, dzięki czemu ewoluowała, by pomóc jej polować. Te cechy, w tym długi pysk, duże uszy, ostre zęby i lśniące ciało. Wilki, inny drapieżnik wierzchołkowy, później ewoluują te same cechy osobno.

Około 2000 lat temu, tylacyna została prawdopodobnie doprowadzona do wyginięcia na kontynencie australijskim przez miejscowe ludzkie polowania i rywalizację z dingo (dzikie psy). Do czasu przybycia Europejczyków do Australii torbacz został znaleziony tylko na Tasmanii, a nie w dużej liczbie. Tylacyna była postrzegana jako taka uciążliwość i ryzyko dla hodowców zwierząt gospodarskich, że rząd nawet wypłacił nagrody dla myśliwych, aby ich unicestwić. Konkurencja ze strony nierodzimych dzikich psów i chorób, które przynieśli, a także niszczenie siedlisk, również prawdopodobnie przyczyniły się do ich śmierci.

Ponieważ obserwacje tylacyny były coraz rzadsze, władze zaczęły rozważać ochronę gatunku. W lipcu 1936 r. Rząd Tasmanii ogłosił, że tylacyna jest gatunkiem chronionym, ale było już za późno: dwa miesiące później gatunek wymarł.

Podobnie jak wielu innych, Berns pociągał tylyloacynę i jej dziwnie psie rysy. Aby rzucić okiem na to, najpierw wytropił mózg tylakiny zachowany w formaldehydzie w Instytucie Smithsona. Do mózgu, który należał do męskiego tygrysa tasmańskiego, który mieszkał w National Zoo aż do jego śmierci w 1905 r., Dołączył do badania inny z australijskiego muzeum w Sydney, zgodnie z badaniem opublikowanym wczoraj w czasopiśmie PLOS One .

Berns zastosował skany MRI i stosunkowo nową technikę zwaną obrazowaniem tensora dyfuzji, która mapuje obszary mózgu „istoty białej” - tkanki, która przenosi sygnały nerwowe do i z neuronów w różnych częściach mózgu. Dla porównania wykonał te same skany na dwóch zachowanych mózgach diabłów tasmańskich, najbliższego żyjącego krewnego tylakiny.

Diabeł tasmański Diabeł tasmański jest najbliższym żyjącym w stosunku do tylacyny, ale stoi na skraju wyginięcia z powodu utraty siedlisk i chorób. (Wayne McLean / Wikimedia)

Berns twierdzi, że w porównaniu ze swoimi diabelskimi kuzynami, tylacyna miała większy i bardziej skomplikowany wygląd płata czołowego. Pozwoliłoby to zwierzętom na opanowanie złożonego planowania, które byłoby konieczne dla drapieżnika szczytowego, który musi stale polować na pożywienie. Jest to w przeciwieństwie do diabła tasmańskiego, mówi Berns, który zwykle zbiera posiłki i niekoniecznie potrzebuje takich samych umiejętności planowania i polowania.

„Kiedy tylacyny żyły, zostały uznane za głupie zwierzęta” - mówi Berns. „[Te wyniki] sugerują inaczej.”

Berns twierdzi, że podobnie jak reszta ciała zwierzęcia, mózg ewoluuje tak, aby wypełnić pewną niszę środowiskową. Jednak to, jak dokładnie ten proces działa poza naczelnymi i zwierzętami laboratoryjnymi, pozostaje w dużej mierze niezbadane. „Jedną z rzeczy, które mam nadzieję wynikają z tego, jest lepsze zrozumienie związku zwierzęcia między jego środowiskiem a mózgiem”, mówi. „Niewiele osób bada mózgi dzikich zwierząt.”

Aby temu zaradzić, Berns uruchomił projekt o nazwie „Brain Ark” dwa miesiące temu we współpracy z Kennethem Ashwellem, neuronauką z University of New South Wales. Ostatecznie Arka dąży do stworzenia cyfrowego archiwum skanów mózgu zwierząt, które naukowcy mogą badać z dowolnego miejsca na świecie. Do tej pory przeskanował około tuzina mózgów, mówi.

Ashwell jest szczególnie zainteresowany tym, w jaki sposób neuronowe drzewo ewolucyjne można zmapować za pomocą większej ilości danych od innych gatunków, żyjących i wymarłych. Skany wykonane przez jego zespół australijskiej echidny z krótkim dziobem wykazują podobną architekturę neuronową jak tylacyna, co oznacza, że ​​obwody mózgowe tych dwóch zwierząt mogły ewoluować u wspólnego przodka ponad 200 milionów lat temu. Ma również nadzieję, że dalsze skany mogą pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o źle rozumianym zachowaniu społecznym tylacyny i jej porównaniu z żywymi torbaczami.

Ale wgląd w te skany może wykraczać poza rzadkie i fascynujące zwierzęta, które już dawno padły. Leah Krubitzer, neurobiolog ewolucyjny na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, który nie był zaangażowany w badania, mówi, że podobne badania życia i wymierania i gatunków pozwolą naukowcom nie tylko pomóc w mapowaniu ewolucji mózgów zwierząt, ale także uzyskać nowe informacje na temat ewolucji ludzkiego mózgu i co dokładnie czyni go tak wyjątkowym.

„Nie mogę wymyślić lepszej rzeczy, którą można by sfinansować” - mówi Krubitzer. „To część naszej własnej historii”.

Korekta, 23 stycznia 2017 r .: Artykuł początkowo stwierdził, że Benjamin był torbaczem, ale nie ssakiem. Torbacze to ssaki, które zwykle rodzą się, zanim zostaną w pełni rozwinięte i nadal rozwijają się w torebce matki.

Jak naukowcy zrekonstruowali mózg dawno wymarłej bestii