https://frosthead.com

Kuinka tutkijat rekonstruoivat kauan kuolleen pedon aivot

Asiaan liittyvä sisältö

  • Muistan Tasmanian tiikeri, 80 vuotta sen jälkeen, kun se tuli sukupuuttoon

Vuonna 1936 Benjamin-niminen eläin kuoli laiminlyötyinä ja yksin Australian eläintarhassa, ja hämmentävä laji päätyi loppuaan.

Pidemmän hännän ja raivojen yli olevan raidojen lisäksi Benjamin muistutti koiraa monin tavoin. Mutta hän ei ollut koira. Hän oli tylakiini nimeltään marsupial, viimeinen tunnettu hänen tyyppinen jäsen maan päällä. Vaikka tylakiini on kuollut sukupuuttoon jo 80 vuotta, se ei ole estänyt harrastajia etsimästä; Ted Turner tarjosi kerran 100 000 dollarin palkinnon elävästä tylakiinista.

"Monet ihmiset ovat vain kiehtoneet tästä olennosta", sanoo Emoryn yliopiston neurotieteilijä Greg Berns. "Se oli ikoninen."

Mutta vaikka ihmiset eivät koskaan näe toista elävää tylasiinia, se ei tarkoita, että emme pääse heidän päähänsä. Kiitos jatkuville kiehtomisille näistä olennoista ja uusista tekniikoista aivojen kuvantamisessa, Berns on nyt rekonstruoinut kuinka tämä eläin todennäköisesti ajatteli.

Berns on viettänyt suurimman osan urastaan ​​koirien kognitiivisen tutkimuksen avulla - hän on kouluttanut koiria istumaan hereillä ja hillitsemättömästi MRI-koneissa tutkimaan heidän hermostoaan vastatessaan käskyihin tai ruokaan. Noin kolme vuotta sitten hän tapasi tylakiinin, ja hämmästyi siitä, kuinka koiran kaltaiset eläimet näyttivät, vaikka hänellä oli täysin erilainen evoluutiotausta. Sen samanlainen ulkonäkö kuin muut nisäkkäät inspiroi sen kahta päälempinimeä: Tasmanian tiikeri ja Tasmanian susi.

Tylakiini on todennäköinen esimerkki konvergenssista evoluutiosta, luonnon versiosta itsenäisestä keksinnöstä, Berns sanoo. Manner-Australian mantereella ja myöhemmin lähellä olevalla Tasmanian saarella tylakiini oli huipputason petoeläin, ja siksi se kehittyi piirteitä metsästääkseen. Nämä piirteet, mukaan lukien pitkä kuono, suuret korvat, terävät hampaat ja tyylikäs vartalo. Suolat, toinen huipun saalistaja, kehittyisivät myöhemmin samat piirteet erikseen.

Noin 2000 vuotta sitten tylakiini ajoi todennäköisesti sukupuuttoon Australian mantereella alkuperäiskansojen metsästyksen ja dingojen (villikoirien) kilpailun kautta. Mennessä, kun eurooppalaiset saapuivat Australiaan, marsupialia löydettiin vain Tasmaniasta, ei suuresta määrästä. Tylakiinia pidettiin karjankasvattajille niin haitana ja vaarana, että hallitus maksoi jopa metsästäjille korvauksia teurastuksesta. Muiden kuin kotoperäisten villikoirien kilpailu ja niiden aiheuttamat sairaudet sekä luontotyyppien tuhoaminen todennäköisesti myös auttoivat heidän kuolemaansa.

Kun tylakiinien havaitseminen lisääntyi, viranomaiset alkoivat harkita lajien suojelemista. Tasmanian hallitus julisti heinäkuussa 1936 tylakiinin suojatuksi lajeksi, mutta se oli liian myöhäistä: Kaksi kuukautta myöhemmin laji kuoli sukupuuttoon.

Kuten monet muutkin, Berns veti tylakiinia ja sen omituisen koiran kaltaisia ​​piirteitä. Saadakseen kurkistuksen mieleen, hän jäljitti ensin formaldehydiin säilöttynä tylasiini-aivot Smithsonian instituutiossa. Aivoihin, jotka olivat kuuluneet Tasmanian tiikerille, joka asui kansallisessa eläintarhassa kuolemaansa asti vuonna 1905, liittyi tutkimukseen toinen Sydneyn Australian museosta, selostettiin eilen PLOS One -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan.

Berns käytti MRI-skannauksia ja suhteellisen uutta tekniikkaa, nimeltään diffuusiotensorikuvausta, joka kartoittaa aivojen "valkoaineen" alueet - kudoksen, joka kuljettaa hermosignaaleja aivojen eri osien neuroneihin ja niistä. Vertailun vuoksi hän teki saman skannauksen kahdessa säilötyssä aivossa Tasmanian paholaisesta, tylakiinin lähimmästä elävästä sukulaisesta.

Tasmanian paholainen Tasmaanian paholainen on lähin elossa oleva sukulainen tylakiinille, mutta se on sukupuuttoon sukupuuttoon luontotyyppien menetyksestä ja taudeista. (Wayne McLean / Wikimedia)

Verrattuna paholaisiin serkkuihinsa, Berns sanoo, tylakiinilla oli suurempi ja monimutkaisemman näköinen eturinta. Tämä antaisi eläimille mahdollisuuden ymmärtää monimutkaista suunnittelua, jota tarvittaisiin kärkipetoeläimelle, jonka on jatkuvasti metsästää ruokaaan. Tämä on päinvastoin kuin Tasmanian paholainen, Berns sanoo, joka yleensä raikuttaa ateriansa eikä välttämättä tarvitse samaa suunnittelu- ja metsästystaitoa.

"Kun tylakiinit olivat elossa, heidät erotettiin tyhmiksi eläimiksi", Berns sanoo. "[Nämä tulokset] viittaavat toisin."

Kuten muunkin eläimen kehon, aivot kehittyvät tarpeen mukaan tietyn ympäristöraon täyttämiseksi, Berns sanoo. Kuinka tarkkaan tämä prosessi toimii kädellisten ja laboratorioeläinten ulkopuolella, on kuitenkin jäänyt pitkälti tutkimatta. "Yksi niistä asioista, joista toivon tämän tulevan, on parempi ymmärrys eläimen suhteista ympäristön ja aivojen välille", hän sanoo. "Harvoin ihmiset opiskelevat villieläinten aivoja."

Tämän korjaamiseksi Berns käynnisti kaksi kuukautta sitten "Brain Ark" -nimisen projektin yhteistyössä New South Walesin yliopiston neurotieteilijän Kenneth Ashwellin kanssa. Viime kädessä arkki pyrkii luomaan digitaalisen arkiston eläinten aivotutkimuksista, joita tutkijat voivat tutkia mistä päin maailmaa tahansa. Toistaiseksi hän on skannannut tusinaa aivoa, hän sanoo.

Ashwell on erityisen kiinnostunut näkemään, kuinka hermo evoluutiopuu voidaan kartoittaa lisää tietoa muista lajeista, elävistä ja sukupuuttoon kuolleista. Ryhmänsä tekemistä skandaaleista Australian lyhytkorvaisesta echidnasta ilmenee samanlainen hermoarkkitehtuuri kuin tylakiinille, mikä tarkoittaa, että näiden kahden eläimen aivopiirit olisivat voineet kehittyä yhteisessä esi-isässä yli 200 miljoonaa vuotta sitten. Hän toivoo myös, että lisäskannaukset voivat auttaa tutkijoita oppimaan lisää tylakiinin huonosti ymmärretystä sosiaalisesta käytöksestä ja siitä, kuinka sitä verrataan eläviin marsupiineihin.

Mutta nämä tarkistukset voisivat antaa harvinaisten ja kiehtovien eläinten, jotka ovat jo pitkään kuolleet. Davisin Kalifornian yliopiston evoluutioneurobiologi Leah Krubitzer, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sanoo, että samanlaiset eläviä ja sukupuuttoon kuolleita lajeja ja lajeja koskevat tutkimukset antavat tutkijoille paitsi auttaa karttaa, kuinka eläinten aivot ovat kehittyneet, mutta myös levittää uusia näkemyksiä. miten ihmisen aivot kehittyivät ja mikä tekee siitä juuri niin ainutlaatuisen.

"En voi ajatella parempaa asiaa, joka voitaisiin rahoittaa", Krubitzer sanoo. "Tämä on osa omaa historiaamme."

Korjaus, 23. tammikuuta 2017: Tässä artikkelissa todettiin alun perin, että Benjamin oli marsupial, mutta ei nisäkäs. Marsupiaalit ovat nisäkkäitä, jotka syntyvät tyypillisesti ennen niiden täydellistä kehittymistä ja jatkavat kehitystä äitinsä pussissa.

Kuinka tutkijat rekonstruoivat kauan kuolleen pedon aivot