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<p>起初,鬃毛虫幼虫在身体两侧仅拥有单独的感光细胞,称为眼斑</p><p>后来,成年动物视觉器官的前体形成于幼虫头顶部</p><p>信用:MPI f发育生物学科学家马克斯普朗克研究所重建了海洋环节动物视觉系统的第一张神经元图,深入了解了眼睛的进化</p><p>海洋鬃毛虫Platynereis dumerilii的幼虫使用光线定位自己在它们发育的早期,这些幼虫游向光线使用表面电流进行分散老年幼虫转离光线并游向海底,在那里它们发育成成虫</p><p>蒂宾根马克斯普朗克发育生物学研究所的科学家发现,对光的行为反应的这种变化与眼睛下面的不同神经元系统科学家们已经重建了第一个视觉神经元图系统,从光刺激的输入到行为反应 - 游泳幼虫的定向转向使用这种神经元图,生物学家可以瞥见视觉的演变趋向性,朝向或远离光源的运动,在海洋无脊椎动物幼虫在它们的发育过程中,许多幼虫从阳性(向光移动)转向阴性趋向性趋势的潜在机制迄今为止仅描述了Platynereis dumerilii的早期幼虫阶段</p><p>在其发育后期,幼虫发育出额外的眼睛</p><p>这些新眼睛能够在阳性和阴性趋光性之间切换“研究小组”海洋浮游动物的神经生物学“负责人GáspárJékely表示,”它不仅仅是朝着光线游走,而是经常会出现负趋光性并从光线中游走“</p><p> “在他们生命的前两天,鬃毛的后代是最简单的在这个星球上的眼睛:在小头的每一侧是一个感光细胞和一个阴影色素细胞2008年,Jékely和他在海德堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)的同事发现这个感光细胞直接连接到幼虫驱动引擎,一个纤毛带,一个直接位于头部区域下方的衣领当光线照射到感光细胞时,幼虫以螺旋形向前推进,始终朝向刺激源</p><p>但是,经过3天的发育,这些简单的幼虫眼睛不再介导趋光性在这个阶段,头部上方出现两对更复杂的眼睛 - 成人眼睛的前身这些新眼睛由几个感光细胞,一个颜料杯甚至一个简单的镜片组成</p><p>简单的神经元网络发展,处理和转换光刺激神经元图表:3日龄的鬃毛蠕虫的视觉系统由71个神经元组成,它们由超过1000个突触信用:Max Planck发育生物学研究所Jékely团队的科学家使用电子显微镜更详细地研究了这个神经网络</p><p>在一个3天大的幼虫的视觉神经网络的详细地图中,他们确定了71个神经元通过超过1000个神经元连接,所谓的突触连接科学家发现光信号仍然传递到纤毛,但现在它也到达幼虫身体肌肉组织而且,来自两个身体两侧的眼睛也连接在神经元水平“我们可以通过行为实验证明,光刺激会激活身体肌肉组织,导致幼虫转离光线”,研究的第一作者Nadine Randel说,在实验过程中,3天老幼虫在一个透明的容器中游泳,只从一侧照射结果,幼虫弯曲身体并以远离光线的曲线游泳</p><p>患者还在药理学上阻断了感光细胞和肌肉组织之间的神经通讯虽然这些处理过的动物仍能正常游泳,但它们不再对光源作出反应</p><p>身体两侧眼睛之间的神经元连接是空间分辨所必需的</p><p>此外,科学家们可以识别某些神经元,这些神经元阻挡感光细胞从幼虫的两侧发出的信号 “这增强了光明与黑暗之间的对比,改善了趋光性”,Randel解释说,来自蒂宾根的发育生物学家第一次描述了从刺激到行为输出的简单视觉系统的完整神经网络</p><p>他们还进一步深入了解眼睛的进化简单的眼睛,介导早期幼虫的趋光性,由两个细胞组成,对应于查尔斯达尔文的“原始眼睛”的概念,所有现有眼睛的前身四只眼睛出现在3日龄幼虫中代表了这种原型眼原理的一种先进形式“就好像我们可以在一只动物中观察到眼睛进化的几个步骤”,Jékely说道</p><p>“我们认为第一只眼睛可能演变为表现趋光性 - 后来,眼睛进化出来了识别物体“可能,进化中的第一个简单的眼睛只能区分亮区和暗区这样的眼睛可能仍然代表起始的宝用于更复杂的视觉系统演变的int,例如人眼出版物:Nadine Randel等,“用于视觉导航的感觉 - 运动电路的神经元连接组”,eLife,2014; doi:107554 / eLife02730来源:马克斯普朗克研究所图片: