“Science” jurnalının son sayında dərc edilən iki araşdırma, quşların, sürünənlərin və məməlilərin ortaq əcdadı paylaşmalarına baxmayaraq, müstəqil şəkildə mürəkkəb beyin dövrələri inkişaf etdirdiklərini ortaya qoydu. Bu tapıntılar beynin təkamülünə dair ənənəvi baxışa meydan oxuyur və nümayiş etdirir ki, bu qruplar arasında müqayisə edilə bilən beyin funksiyaları mövcud olsa da, embrion formalaşma mexanizmləri və hüceyrə tipləri fərqli təkamül trayektoriyalarını izləmişdir.

Pallium, məməlilərdə neokorteksin meydana gəldiyi beyin bölgəsidir, insanları digər növlərdən ən çox fərqləndirən idrak və mürəkkəb funksiyalardan məsul olan hissədir. Pallium ənənəvi olaraq məməlilər, quşlar və sürünənlər arasında müqayisə edilə bilən struktur hesab olunur, yalnız mürəkkəblik səviyyələrində dəyişir. Güman edilirdi ki, bu bölgədə sensor və idrak emal üçün ekvivalent sxemlərə malik oxşar neyron tipləri yerləşir.

Əvvəlki tədqiqatlar , bu onurğalı növlərində oxşar təkamül yolu təklif edən ümumi əlaqə nümunələri ilə yanaşı, ortaq həyəcanverici və inhibitor neyronların mövcudluğunu müəyyən etmişdi .

Bununla belə, yeni tədqiqatlar göstərir ki, palliumun ümumi funksiyaları bu qruplar arasında ekvivalent olsa da, onun inkişaf mexanizmləri və neyronlarının molekulyar şəxsiyyəti təkamül boyu əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmişdir.

Eneritz Rueda-Alaña və Fernando García-Moreno tərəfindən Açukarroda, Bask tədqiqat mərkəzləri CICbioGUNE və BCAM-dan, Madriddə yerləşən CNIC-dən, Murcia Universitetindən, Krembildə (Kanada) və Stockholmms Universitetindən (Kanada) bir çoxsahəli əməkdaşlar qrupunun dəstəyi ilə aparılan ilk araşdırma göstərir ki , oxşar funksiyaları olan bu dövrələrin embrion inkişafı zamanı əmələ gəlmə tərzi kökündən fərqlidir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1739511010&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-birds-complex-brains-independently-mammals.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTk3Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciXV0sMF0.&dt=1739511010466&bpp=1&bdt=78&idt=117&shv=r20250210&mjsv=m202502110101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739510920%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739510920%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739510920%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=992165503597&rume=1&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1995&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31089911%2C95344789%2C95352068%2C95347432%2C95350015%2C31061691%2C31061693&oid=2&pvsid=4153844466459355&tmod=1465330395&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=122

“Their neurons are born in different locations and developmental times in each species,” explains Dr. García-Moreno, head of the Brain Development and Evolution laboratory, “indicating that they are not comparable neurons derived from a common ancestor.”

Using spatial transcriptomics and mathematical modeling, the researchers found that the neurons responsible for sensory processing in birds and mammals are formed using different sets of genes.

• Distribution of the different neuron types in the chick brain (white background). Credit: Fernando García-Moreno
• Distribution of the different neuron types in the chick brain (black background). Credit: Fernando García-Moreno
• Distribution of the different neuron types in the chick brain (white background). Credit: Fernando García-Moreno
• Distribution of the different neuron types in the chick brain (black background). Credit: Fernando García-Moreno

“The genetic tools they use to establish their cellular identity vary from species to species, each exhibiting new and unique cell types.” This all indicates that these structures and circuits are not homologous, but rather the result of convergent evolution, meaning that “they have independently developed these essential neural circuits through different evolutionary paths.”

The second study further explores these differences. Conducted at Heidelberg University (Germany) and co-directed by Bastienne Zaremba, Henrik Kaessmann, and Fernando García-Moreno, it provides a detailed cell type atlas of the avian brain and compares it with those of mammals and reptiles.

“We were able to describe the hundreds of genes that each type of neuron uses in these brains, cell by cell, and compare them with bioinformatics tools.”

The results show that birds have retained most inhibitory neurons present in all other vertebrates for hundreds of millions of years. However, their excitatory neurons, responsible for transmitting information in the pallium, have evolved in a unique way.

Only a few neuronal types in the avian brain were identified with genetic profiles similar to those found in mammals, such as the claustrum and the hippocampus, suggesting that some neurons are very ancient and shared across species.

“However, most excitatory neurons have evolved in new and different ways in each species,” details Dr. García-Moreno.

The studies used advanced techniques in spatial transcriptomics, developmental neurobiology, single-cell analysis, and mathematical modeling to trace the evolution of brain circuits in birds, mammals, and reptiles.

• Distribution of the different neuron types in the chick brain (black or white background)-II. Credit: Fernando García-Moreno
• Distribution of the different neuron types in the chick brain (black or white background). Credit: Fernando García-Moreno
• Distribution of the different neuron types in the chick brain (black or white background)-II. Credit: Fernando García-Moreno
• Distribution of the different neuron types in the chick brain (black or white background). Credit: Fernando García-Moreno

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Beynin təkamül tarixinin yenidən yazılması

“Tədqiqatlarımız göstərir ki, təkamül mürəkkəb beyinlərin qurulması üçün bir çox həll yolları tapıb” deyə Dr. García-Moreno izah edir. “Quşlar məməlilərlə eyni yolu getmədən, öz mexanizmləri ilə mürəkkəb sinir dövrələri inkişaf etdiriblər. Bu, beynin təkamülünü anlama tərzimizi dəyişir.”

Bu tapıntılar beyin inkişafının təkamül çevikliyini vurğulayır, inkişaf etmiş idrak funksiyalarının çox fərqli genetik və hüceyrə yolları vasitəsilə ortaya çıxa biləcəyini nümayiş etdirir.

Beyin təkamülünün öyrənilməsinin əhəmiyyəti

Dr García-Moreno izah edir: “Beynimiz bizi insan edir, lakin o, eyni zamanda ortaq bir təkamül tarixi ilə bizi digər heyvan növlərinə bağlayır”.

Quşların və məməlilərin müstəqil olaraq sinir dövrələrini inkişaf etdirməsinin kəşfi müqayisəli nevrologiya üçün böyük təsirlərə malikdir. Xüsusi neyron növlərinə səbəb olan müxtəlif genetik proqramları başa düşmək neyroinkişafda tədqiqat üçün yeni yollar aça bilər.

Doktor García-Moreno bu tip fundamental tədqiqatların tərəfdarıdır: “Yalnız beynin həm embrion inkişafında, həm də təkamül tarixində necə formalaşdığını başa düşməklə, onun necə işlədiyini həqiqətən dərk edə bilərik.”

Daha çox məlumat: Eneritz Rueda-Alaña və digərləri, Amniotların palliumunda sensor dövrələrin təkamül yaxınlaşması, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adp3411 . www.science.org/doi/10.1126/science.adp3411

Zaremba B et al. Quşlarda pallial hüceyrə tiplərinin və strukturlarının inkişaf mənşəyi və təkamülü. Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adp5182 . www.science.org/doi/10.1126/science.adp5182

Jurnal məlumatı: Elm 

Bask Ölkəsi Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir