Studimi hedh dritë mbi evolucionin e palosjes së trurit në trurin e vogël të gjitarëve

Shkencëtarët kanë karakterizuar palosjen e korteksit cerebellar duke përdorur të dhëna nga një kampion prej 56 speciesh gjitarësh, duke i lejuar ata të studiojnë diversitetin dhe evolucionin e palosjes cerebelare dhe marrëdhënien e saj me anatominë e trurit.

Studimi nga Institut Pasteur, i botuar sot në eLife , sugjeron se madhësia dhe palosja e trurit të vogël lidhet ngushtë me madhësinë dhe palosjen e trurit të madh nëpër specie , dhe tregon se tru i vogël i madh janë në mënyrë disproporcionale më të palosur se ato më të voglat. Për më tepër, madhësia e çdo palosje individuale duket të jetë konstante në të gjithë speciet, pavarësisht ndryshimeve të mëdha në madhësinë e trurit.

Gjetjet ofrojnë njohuri të reja mbi diversitetin dhe evolucionin e palosjes cerebelare, mekanizmat që qëndrojnë në themel të palosjes së trurit dhe ndikimin e tij të mundshëm në organizimin e trurit nëpër specie.

Truri është pjesa më e madhe e trurit të gjitarëve dhe merret me një gamë të gjerë përgjegjësish, duke përfshirë shikimin, dëgjimin dhe fillimin dhe koordinimin e lëvizjeve. Truri i vogël është më i vogël, por përmban një numër shumë më të madh neuronesh dhe luan një rol të rëndësishëm në njohjen dhe lëvizjen, duke përfshirë kontrollin e muskujve, ekuilibrin dhe lëvizjen.

Ndërsa truri është unik për gjitarët, truri i vogël është i pranishëm në të gjithë vertebrorët. Palosja e trurit, procesi me të cilin sipërfaqja e trurit formon kreshta dhe brazda, rrit në masë të madhe raportin sipërfaqe-vëllim, duke lejuar që më shumë neurone të jenë në një vëllim më të vogël sesa nëse do të shpalosej. Ky proces mendohet se luan një rol të rëndësishëm në zhvillimin, lidhjen dhe organizimin e trurit dhe trurit të vogël.

“Studimi i palosjes cerebelare është sfidues për shkak të madhësisë së vogël dhe bollëkut të gjetheve të saj – strukturave të vogla si gjethe të sipërfaqes së trurit të vogël shumë të palosur,” shpjegon autorja kryesore Katja Heuer, një studiuese postdoktorale në Institut Pasteur, Paris, Francë. “Si pasojë, dihet pak për diversitetin dhe evolucionin e tij nëpër specie.”

Për të korrigjuar këtë, Heuer dhe kolegët ekzaminuan të dhënat mbi strukturën e trurit të 56 llojeve të gjitarëve , duke përfshirë njerëzit, për të eksploruar evolucionin e tru i vogël dhe marrëdhëniet e tij me trurin dhe madhësinë e trupit. Të dhënat janë marrë nga disa burime të hapura, duke përfshirë Projektin BigBrain për të dhënat e njeriut dhe Koleksionin Krahasues të Trurit të Gjitarëve për shumë specie të tjera. Për të vizualizuar dhe segmentuar të dhënat, ekipi përdori një mjet ueb që ata kishin zhvilluar më parë, të quajtur MicroDraw.

Ata zhvilluan metoda për të matur gjeometrinë e gjetheve cerebelare nëpër specie dhe për të vlerësuar trashësinë e shtresës molekulare të korteksit cerebellar. Ata përdorën gjithashtu të dhëna filogjenetike të pemëve nga faqja e internetit TimeTree, e cila përshkruan linjat e prejardhjes evolucionare të një specie të caktuar nga një paraardhës i përbashkët, për të gjitha speciet e përfshira në studimin e tyre.

Meqenëse speciet janë pika të dhënash jo të pavarura për shkak të lidhjes së tyre evolucionare, ishte thelbësore që ekipi të merrte parasysh strukturën filogjenetike të pemës. Për shembull, ndryshimi në strukturën cerebelare mund të jetë për shkak të proceseve të ndryshme evolucionare, lëvizjes natyrore ose përzgjedhjes. Prandaj, studiuesit përdorën metoda krahasuese filogjenetike për të siguruar që analizat e tyre të konsideronin marrëdhëniet evolucionare dhe historinë e secilës specie.

Rezultatet e tyre treguan dy grupe fenotipesh, ose karakteristika të vëzhgueshme. E para ishte një grup karakteristikash “të ndryshme” që ndryshonin gjerësisht në të gjithë speciet, duke përfshirë peshën e trupit, peshën e trurit dhe zonën dhe gjatësinë e seksionit cerebellar dhe cerebral. Të gjitha këto varionin në disa renditje të madhësisë së bashku me madhësinë e trupit. Grupi i dytë i karakteristikave “të qëndrueshme” tregoi shumë më pak ndryshime në krahasim dhe përfshin gjerësinë e gjetheve dhe trashësinë e shtresës molekulare. Këto karakteristika ndryshuan vetëm pak me ndryshimet në madhësinë e trurit.

Duke gjurmuar rrugën evolucionare të specieve, ekipi vëzhgoi një model të fortë që demonstronte një ndryshim të bashkërenduar në madhësinë e trurit dhe madhësinë e trupit. Primatët, të tillë si njerëzit, ishin më të dalluar nga kjo prirje, me tru të madh në krahasim me madhësinë e trupit të tyre.

Për më tepër, rezultatet konfirmuan se madhësia cerebelare është e lidhur fort me madhësinë cerebrale, dhe zbuluan se tru i vogël i madh është në mënyrë disproporcionale më i palosur se ato më të voglat. Në mënyrë të ngjashme, gjerësia e palosjeve cerebelare lidhej me trashësinë e shtresës molekulare. Këto modele ishin shumë të ruajtura në të gjitha speciet e studiuara, duke sugjeruar praninë e një mekanizmi të përbashkët që qëndron në themel të palosjes së trurit dhe tru i vogël nëpër gjitarë.

Autorët vërejnë se ka disa kufizime në studim. Për shkak të numrit të reduktuar të specieve, vetëm matjet globale neuroanatomike mund të analizohen. Një numër më i madh speciesh do të bënte të mundur studimin e variacionit lokal, madje edhe rindërtimet e plota 3D për çdo specie. Kjo paraqet sfida si nga pikëpamja teknike për sa i përket neuroanatomisë llogaritëse dhe metodave krahasuese filogjenetike, si dhe nevojën për bashkëpunim dhe shkencë të hapur.

“Rezultatet tona ofrojnë një vështrim më të afërt në natyrën e anatomisë makroskopike cerebelare, marrëdhënien e saj me anatominë cerebrale, diversitetin e saj midis specieve të gjitarëve dhe evolucionin e saj,” përfundon autori i vjetër Roberto Toro, Drejtor i Kërkimeve në Institut Pasteur dhe kreu i Njësia e Neuroanatomisë së Aplikuar dhe Teorike.

“Gjetjet na sugjerojnë se procesi që çon në palosjen cerebelare dhe cerebrale është i njëjtë. Në të dyja strukturat, palosja duhet të çojë në formimin e moduleve neuroanatomike të konservuara fort, të kanalizuara mekanikisht, të cilat mund të kenë një rol të rëndësishëm në organizimin e tyre funksional. “