https://frosthead.com

Как учените реконструираха мозъка на отдавна изчезнал звяр

Свързано съдържание

  • Помни Тасманийския тигър, 80 години след като изчезна

През 1936 г. животно на име Бенджамин умира пренебрегвано и само в австралийски зоопарк, а озадачаващ вид среща своя край.

Освен по-дълга опашка и ивици по пухкавото му тяло, Бенджамин приличаше на куче в много отношения. Но той не беше куче. Той беше сумчар, наречен тилацин, последният известен член от неговия вид на Земята. Въпреки че тилакинът е изчезнал вече 80 години, това не е спряло ентусиастите да търсят; Веднъж Тед Търнър предложи награда от 100 000 долара за всяко доказателство за жив тилацин.

"Много хора са просто очаровани от това същество, " казва Грег Бернс, невролог в университета Емори. "Това беше емблематично."

Но дори ако хората никога няма да видят друг жив тилацин, това не означава, че не можем да влезем в техните глави. Благодарение на продължаващото очарование с тези същества и новите техники в изобразяването на мозъка, сега Бернс реконструира как това животно вероятно е мислило.

Бернс е прекарал по-голямата част от кариерата си в изучаване на познанията за кучета - обучава кучета да седят будни и необуздани в машините за ЯМР, за да изучават техните нервни модели, когато отговарят на команди или храна. Преди около три години той се натъкна на тилацина и беше очарован от това как изглеждат кучешки животни, въпреки че има съвсем различен еволюционен произход. Сходният му вид с други бозайници вдъхновява двата му основни прякори: тасманийския тигър и тасманийският вълк.

Тилацинът е вероятен пример за конвергентна еволюция, природа на версията на независимо изобретение, казва Бернс. На континенталната част на Австралия, а по-късно и на близкия остров Тасмания, тилакинът е хищник от най-високо ниво и по този начин е развил черти, за да му помогне да ловува. Тези черти, включително дълга муцуна, големи уши, остри зъби и елегантно тяло. Вълците, друг хищник на върха, по-късно ще развиват същите тези черти отделно.

Преди около 2000 години тилацинът вероятно е бил изведен до изчезване на континенталната част на Австралия чрез коренното ловуване на хора и конкуренцията от динги (диви кучета). По времето, когато европейците пристигнаха в Австралия, сумчарката беше намерена само в Тасмания, а не в голям брой. Тилацинът се възприема като такава неудобство и риск за животновъдите, че правителството дори плаща богатство за ловците, за да ги отбият. Конкуренцията от неземни диви кучета и болестите, които те донесоха, както и унищожаването на местообитанията също вероятно допринесоха за гибелта им.

Тъй като наблюденията на тилацина ставали все по-редки, властите започнали да обмислят опазването на вида. През юли 1936 г. правителството на Тасмания обявява тилакина за защитен вид, но вече е късно: Два месеца по-късно видът изчезва.

Подобно на много други, Бернс беше привлечен от тилакина и неговите странно кучешки черти. За да вникне в съзнанието му, той първо проследява мозъка на тилацина, запазен във формалдехид в институцията на Смитсън. Този мозък, който е принадлежал на мъжки тасманийски тигър, живял в Националния зоопарк до смъртта си през 1905 г., е бил присъединен в изследването от друг от австралийския музей в Сидни, според проучването, публикувано вчера в списанието PLOS One .

Бернс използва ЯМР сканиране и сравнително нова техника, наречена дифузионно тензорно изображение, която картира мозъчните области на "бялото вещество" - тъканта, която пренася нервни сигнали към и от неврони в различни части на мозъка. За сравнение, той направи същите сканирания върху два запазени мозъка на тасманийски дяволи, най-близкият жив роднина на тилакина.

тазманийски дявол Тасманийският дявол е най-близкият живот спрямо тилакина, но стои на ръба на изчезване от загуба на местообитания и болести. (Уейн Маклийн / Уикимедия)

В сравнение със своите дяволски братовчеди, казва Бернс, тилакинът е имал по-голям и по-сложен фронтален лоб. Това би позволило на животните да разберат сложно планиране, което би било необходимо за върхов хищник, който трябва постоянно да ловува за храната си. Това е в контраст с Тасманийския дявол, казва Бернс, който обикновено почиства храната си и не е задължително да има нужда от същите умения за планиране и лов.

„Когато тилакините бяха живи, те бяха отхвърлени като глупави животни“, казва Бернс. „[Тези резултати] биха предположили друго.“

Подобно на останалото тяло на животното, мозъкът се развива, колкото е необходимо, за да запълни определена екологична ниша, казва Бернс. Как точно работи този процес извън примати и лабораторни животни обаче, до голяма степен остава неизвестно. „Едно от нещата, които се надявам да излезе от това, е по-доброто разбиране на връзката на едно животно между неговата среда и мозъка му“, казва той. "Не много хора изучават мозъка на дивите животни."

За да се справи с това, Бернс стартира проект, наречен „Мозъчен ковчег“ преди два месеца в сътрудничество с Кенет Ашуел, невролог в Университета на Нов Южен Уелс. В крайна сметка Аркът се стреми да създаде дигитален архив от сканиране на мозъка на животните, който учените могат да изучават от всяка точка на света. Засега той е сканирал около десетина мозъка, казва той.

Ашуел е особено заинтересован да види как невронното еволюционно дърво може да бъде картографирано с повече данни от други видове, живи и изчезнали. Изследванията, които неговият екип е направил с късо клюна на ехидна в Австралия, показват подобна невронна архитектура на тилакина, което означава, че мозъчните вериги на тези две животни са могли да се развият в общ прародител преди повече от 200 милиона години. Той също така се надява, че по-нататъшните сканирания биха могли да помогнат на учените да научат повече за недобре разбраното социално поведение на тилакина и как то се сравнява с живите сумчаци.

Но прозренията, които тези сканирания могат да предоставят, надхвърлят отдавна мъртвите редки и завладяващи животни. Лия Крубицер, еволюционен невробиолог от Калифорнийския университет в Дейвис, който не е участвал в изследването, казва, че подобни изследвания на живи и изчезнали и видове ще позволят на учените не само да помогнат да представят как еволюира мозъкът на животните, но и да хвърлят нова информация за това как се е развил човешкият мозък и какво точно го прави толкова уникален.

"Не мога да измисля по-добро нещо, което би могло да бъде финансирано", казва Крюбицер. "Това е част от нашата собствена история."

Корекция, 23 януари 2017 г.: В тази статия първоначално беше посочено, че Бенджамин е сумчар, но не и бозайник. Марсупите са бозайници, които обикновено се раждат преди да са напълно развити и продължават да се развиват в торбичката на майка си.

Как учените реконструираха мозъка на отдавна изчезнал звяр