Hayvanların beyni yeniden programlanabiliyor

Mike Mcrae *

DUVAR - Benzer bir beyin anatomisi paylaşan türlerin, aynı davranışları gerçekleştirmek için farklı sinir devreleri kullanmakta olduğu belirlendi ve bu keşif, davranış ile nöroloji arasındaki ilişki üzerine temel bir varsayımı tekrar gündeme getirdi.

Araştırma ekibi, bahsi geçen bu tuhaf örtüşmenin türler arasında niçin var olduğunu anlamayı henüz başaramadı; ancak keşif, bazı hayvanlar geliştikçe sıradan davranışların ne kadar önemli bir hela gelebileceğini ortaya çıkarıyor.

BENZER TÜRLERDE BENZER SİSTEMLER KULLANILIYOR

Georgia State Üniversitesi’ndeki bilim insanları, “nudibranch” (deniz tavşanı) denilen iki farklı türde deniz hayvanını merkeze alan çalışmalarına dayanarak bazı sonuçlar açıkladılar.

Bu şaşırtıcı yumuşakçaları görme zevkini henüz tadamadıysanız, “nudibranch’ler”, bir Pokemon ve deniz salyangozu karşımını andıran, “gastropod” (karından bacaklılar) türünün inanılmaz derecede farklı bir grubudur.

Onlara dünyanın her yerinde rastlayabilirsiniz; taşıdıkları şekiller ve süslemeler genellikle göz alıcı bir zenginliğe sahiptir.

“Aslan yelesi” (Melibe leonina) adlı yumuşakça, avını yakalamak için kullandığı saçaklı bir başlık ile 10 santimetre uzunluğunda, yarı şeffaf bir hayvandır.

Onun dışında, büyüklüğü 10 ila 30 santimetre arasında değişen, dallanmış ve sivri görünümlü çıkıntılar ile örtülü bir kabuğa sahip olan devasa yumuşakça “dendronotus iris” var.

Bu iki türün ortak noktası, yüzmeye elverişli şeklidir; kendilerini biraz balık gibi yassılaştırırlar ve bedenlerini bir yerden bir yere götürmek için birkaç saniye süren patlamalarla bükülürler.

Bilim açısından, benzer şekilde hareket eden yakın akraba bu türler şaşırtıcı değildir, her ikisinin de aynı nöronlarla aynı pozisyonlarda benzer sinir sistemlerine sahip olmaları gayet normaldir.

Melibe leonina’daki bu yanlamasına dönüş hareketi, biyologların neden Dendronotus iris’te görülen aynı davranışın aynı sinirsel bölgelerde gerçekleştiğini varsaydıklarını anlamak kolaydır.

Ancak Georgia State Üniversitesi Sinir Bilimleri Enstitüsü’nden Paul Katz’ın ekibi öyle olmadığını keşfetti.

FARKLI SONUÇLAR ELDE ETMEK MÜMKÜN

Katz ve meslektaşları tarafından yapılan daha önceki araştırmalar, aynı temel beyin yapılarına sahip olmakla birlikte, her bir nudibranch türünün aynı yüzme modelini elde etmek için nöronlar arasında farklı yollar kullandığını göstermişti.

Yani büyük soru, diğer nudibranch sinir bağlantı modeline uyması için bir nudibranch beyin bağlantısını değiştirmenin ve aynı davranışı gözlemlemenin mümkün olup olmadığıdır.

Ekip, dev nudibranch’in nöronları arasındaki tekil bağlantıları engellemek için ‘curare’ (kürar) denilen toksik bir bitki özütü kullandı ve beyninin yüzmeyi sağlayan dürtü dizisini üretmesini engelledi.

Daha sonra, kabuklu nudibranch’ın beyin hücreleri arasındaki bağlantılarını yapay olarak simüle etmek için elektrot implantları kullandılar.

Bu, dev nudibranch'in tekrar yüzmesine izin verildi; ancak bu sefer aynı nöronları tamamen farklı bir şekilde kullanıyordu.

Katz, “Bu ve önceki çalışmalar, iki farklı türde deniz salyangozunun sinirsel devrelerinin bağlantısının, yapısal (homolog) nöronların ve davranışların varlığına rağmen birbirinden önemli ölçüde farklı olduğunu gösteriyor.” diyor.

Sonuçlar, nöron grupları arasındaki küçük çaplı “mikro-devre”de ortaya çıkan sapmaların bazı davranışların evrimine veya korunmasına yol açabileceğini gösteriyor.

Başka bir deyişle, eğer bir davranış önemliyse, beyin tamamen yeni bir anatomik gelişime gerek kalmadan kullanışlı özelliği yapısında tutmak amacıyla yeni devreler tasarlayabilir.

Bu aşamada, iki türün neden aynı şeyleri yapmak için nöronlarını iki farklı şekilde kullandıkları henüz bilinmiyor.

Araştırmacılar, “Belki de birinde veya diğerinde, türdeki bazı nöronlar kalıtsal bağlanmayı değiştirmek hususunda seçici bir baskı oluşturan ek işlevler üstlenmiştir.” diyorlar.

Öte yandan, belki de hiçbir desen bir fark yaratmamakta ve genetik çeşitliliğin farklı yönlerde “kayması”nın sinir sistemindeki bir karşılığıdır.

Her durumda, iki türün aynı olduğu ve aynı sinir anatomisine sahip olduğu düşünüldüğü için şimdilik böyle görünüyor, mutlaka ve tamamen aynı olduklarını göstermiyor.

* Makalenin aslı Sciencealert sitesinde yayınlanmıştır (Çeviren: Tarkan Tufan)