Videnskabsfolk fra University of California, Santa Barbara har fundet vigtige ledetråde til nervesystemets evolutionære oprindelse ved at studere genomet af en havsvamp, et medlem af en gruppe, der anses for at være blandt de ældste af alle dyr.

Fundene er offentliggjort i 6. juni-udgaven af tidsskriftet PLoS ONE, der er et tidsskrift fra Public Library of Science.

“Det viser sig, at svampe, som mangler nervesystemer, har de fleste af de genetiske komponenter i synapser,” siger Todd Oakley, medforfatter og assisterende professor i Institut for økologi, evolution og marinbiologi på UC Santa Barbara.

“Endnu mere overraskende er det, at svampeproteinerne har ‘signaturer’, der indikerer, at de sandsynligvis interagerer med hinanden på en lignende måde som proteinerne i synapser hos mennesker og mus,” siger Oakley. “Dette skubber oprindelsen af disse genetiske komponenter i nervesystemet tilbage til eller før de første dyr – meget tidligere end forskerne tidligere havde mistænkt.”

Når man analyserer noget så komplekst som nervesystemet, er det svært at vide, hvor man skal begynde, forklarede Ken Kosik, seniorforfatter og meddirektør for UCSB’s Neuroscience Research Institute, som har Harriman Chair in Neuroscience Research.

De første neuroner og synapser dukkede op for over 600 millioner år siden i “cnidarianer”, væsener, der i dag er kendt som hydra, søanemoner og vandmænd. Derimod har svampe, den ældste kendte dyregruppe med levende repræsentanter, ingen neuroner eller synapser. De er meget simple dyr uden indre organer.

“Vi ser på den evolutionære periode mellem svampe og nidannere som den periode, hvor nervesystemet opstod for ca. 600 millioner år siden,” sagde Kosik.

Han forklarede, at forskergruppen lavede en liste over alle de gener, der udtrykkes i en synapse hos mennesker, da synapser er indbegrebet af nervesystemet. Synapser er involveret i cellekommunikation, indlæring og hukommelse. Dernæst undersøgte forskerne, om nogle af synapse-generne var til stede i svampen.

“Det var der, overraskelsen kom,” sagde Kosik. “Vi fandt en masse gener til at lave et nervesystem til stede i svampen.” Forskergruppen fandt også beviser for, at disse gener arbejdede sammen i svampen. Den måde, hvorpå to af proteinerne interagerer, og deres atomare struktur har lighed med det menneskelige nervesystem.

“Vi fandt denne mystiske ukendte struktur i svampen, og det er klart, at evolutionen var i stand til at tage hele denne struktur og med små ændringer dirigere dens anvendelse mod en ny funktion,” sagde Kosik. “Evolutionen kan tage disse ‘færdige’ komponenter og sætte dem sammen på nye og interessante måder.”

Artiklen kan findes på http://www.plosone.org/doi/pone.0000506.