Морской еж
Морской еж
Алексей Костин Опубликована 07.12.2025 в 9:12

Тело морского ежа ведёт себя как мозг — учёные удивились масштабу скрытых нейронов

Анализ ядер показал сложность нервной системы морского ежа — Stazione Zoologica

Морские ежи кажутся простыми существами, но детальный анализ их клеточного состава раскрывает удивлённо сложную организацию. Новый атлас клеток показывает, что тело молодого ежа устроено как распределённая нейронная сеть, охватывающая поверхность и внутренние структуры. Такая модель переворачивает старые представления о том, что можно считать мозгом, и проливает свет на раннюю эволюцию нервных систем. Об этом сообщает группа исследователей под руководством биолога развития Периклиса Паганоса из Stazione Zoologica Антон Дорн.

Тело как сеть: невидимый мозг морского ежа

Традиционно нервную систему морских ежей считали почти примитивной: кольцо нервов и отдельные сигнальные узлы. Однако результаты транскриптомного анализа одного ядра (SNT), выполненного на молодых Paracentrotus lividus, опровергли эту картину.

Было секвенировано около 25 тысяч ядер, сгруппированных в 48 молекулярных кластеров, которые формируют восемь основных семейств тканей — от мышечной системы до водяной сосудистой. Неожиданным стало то, что две трети кластеров оказались нейронными, указывая на крайне насыщенную и распределённую нервную архитектуру.

Такой уровень организации интересным образом перекликается с тем, что известно о появлении сложных клеточных систем у древних эукариот: исследования об устойчивых линиях ранних эукариотических организмов показывают, как долго сохраняются базовые молекулярные схемы, участвующие в построении различных тканей. Эти механизмы отражены, например, в данных об эволюционном происхождении клеточных структур, представленных в исследовании древних эукариотических родословных.

Метаморфоз: два разных тела из одного генома

Жизненный цикл морского ежа включает резкую перестройку. Личинка плавает, питается взвешенными частицами и имеет двустороннюю симметрию. После метаморфоза она превращается в донного ювенильного ежа с пентарадиальной конфигурацией.

Ранее изученные генные регуляторные сети (GRN) показывают, что многие ключевые программы развития повторно используются на новом этапе, но в обновлённой комбинации. Атлас демонстрирует, что один и тот же геном способен синхронно поддерживать две принципиально разные морфологические модели — плавающую личинку и донного подростка.

Некоторые пищеварительные зоны продолжают использовать прежние "личиночные" регуляторы, в то время как другие участки кишечника формируются буквально заново, чтобы обеспечить переход к другой диете и образу жизни.

Нервная система: 29 семейств нейронов

Самым интригующим стало разнообразие нейронов. Исследователи выявили 29 семейств, использующих весь спектр медиаторов — от серотонина до ГАМК и гистамина.

Многие кластеры включали сложные наборы нейропептидов, указывая на многослойную регуляцию сигналов. Некоторые нейроны одновременно применяют разные медиаторы, что предполагает высокоточную настройку ответов.

"Это коренным образом меняет то, как мы думаем об эволюции сложной нервной системы", — сказал д-р. Джек Ульрих-Лютер из Музея естественной истории в Берлине, Германия.

Свет без глаз: 15 типов фоторецепторов

Морские ежи не имеют камерных глаз, но их тела покрыты фоторецепторными клетками. Молодые и взрослые особи реагируют на освещение множеством способов: меняют положение иголок, корректируют движение трубчатых ножек, варьируют интенсивность активности.

Атлас выявил 15 типов фоторецепторных нейронов, каждый из которых сочетает собственные опсины и уникальные регуляторные комбинации. Особенно важной оказалась группа клеток возле каждой трубчатой ножки — она использует меланопсин совместно с Go-opsin3.2, формируя локальные сенсорные "модули".

Контекст: почему морские экосистемы так важны

Структура нервной системы морского ежа становится лучше понятна на фоне среды, в которой он живёт. Подводные рельефы и сложные геологические образования формируют условия для распределения беспозвоночных, включая ежей, и влияют на их поведение, питание и защитные механизмы. Исследования океанических ландшафтов помогают понять, как экологические ниши определяют эволюцию таких организмов — это отражено, например, в работах о подводных формах рельефа, подробно описанных в исследовании океанических ландшафтов.

Эта связь с окружающей средой особенно важна для действий, связанных с сенсорными системами: распределённый "мозг" морского ежа адаптируется к множественным сигналам — световым, тактильным и химическим.

Сравнение: простая сеть vs распределённый мозг

  1. Линейная нервная дуга → многослойная сеть с несколькими медиаторами.

  2. Один тип фоторецепторов → сложный набор из 15 специализированных клеток.

  3. Централизованная обработка сигналов → распределённая сенсорная интеграция.

  4. Примитивная схема реагирования → гибкие многовекторные ответы.

Плюсы и минусы такого устройства

Плюсы:

  • устойчивость благодаря распределению функций;
  • адаптивность к изменяющимся условиям;
  • высокая сенсорная чувствительность;
  • возможность локальной обработки сигналов.

Минусы:

  • отсутствие единого центра усложняет координацию;
  • высокая зависимость от структур метаморфозы;
  • дополнительные энергетические затраты;
  • уязвимость распределённых нейронов при травмах.

Популярные вопросы о нервной системе морских ежей

Правда ли, что у морских ежей нет мозга?
Формально да, но у молодых ежей структура нервной системы действует как распределённый мозг, охватывая всё тело.

Почему им нужно столько видов фоторецепторов?
Чтобы различать направления света, избегать опасности и регулировать движение на морском дне.

Как эти данные помогают изучать эволюцию?
Они показывают, что сложные нервные системы могли развиваться не только через централизацию, но и через распределённый принцип.

Автор Алексей Костин
Алексей Костин — кандидат физико-математических наук, учёный-физик и научный обозреватель MosTimes с 12+ лет исследовательского опыта.
Редактор Андрей Краснов
Краснов Андрей — журналист, корреспондент новостной службы МосТаймс

Читайте также

Спутники увидели то, что скрыто от глаз: под городами США назревает серьёзная проблема вчера в 15:12

Спутники показали, что Нью-Йорк, Чикаго и другие мегаполисы США медленно уходят вниз. Оседание грунта усиливает риски для зданий и городской инфраструктуры.

Читать полностью »
Марсоход сделал шаг к самостоятельности: эксперимент, который меняет правила полётов вчера в 13:25

Марсоход Perseverance впервые проехал по Марсу по маршруту, спланированному ИИ, показав, как автономные технологии меняют космические исследования.

Читать полностью »
Невидимая атака из воды: что происходит с морскими птицами даже вдали от цивилизации вчера в 11:24

Химическое загрязнение океана незаметно подрывает энергию морских птиц. Учёные выяснили, как ртуть и PFAS влияют на клетки и выживание популяций.

Читать полностью »
Пепел сполз — и стены заговорили цветом: что нашли под Помпеями спустя 2000 лет вчера в 0:51

Под Помпеями вновь открывают роскошную римскую виллу, связанную с эпохой Нерона. Новые фрески, сады и комнаты раскрывают тайны жизни античной элиты.

Читать полностью »
Удар из орбиты слышен даже в недрах Земли: сигналы пришли оттуда, где их не ждали 03.02.2026 в 13:01

Учёные нашли способ отслеживать космический мусор прямо во время его падения на Землю. Сейсмодатчики помогают быстрее и точнее определять зоны риска.

Читать полностью »
Её помнили не как чью-то тень: находка в Помпеях заставила историю оправдываться 03.02.2026 в 8:04

В Помпеях нашли гробницу с женской фигурой, указывающей на высокий статус и возможную религиозную роль. Находка меняет взгляд на власть женщин в Древнем Риме.

Читать полностью »
Спят десятилетиями, но не пусты внутри: спокойствие оказалось самой опасной иллюзией 03.02.2026 в 5:12

Даже "спящие" вулканы могут хранить крупные запасы магмы под поверхностью. Новые данные меняют подход к оценке вулканических угроз.

Читать полностью »
Прошлое планеты уходит под воду: что скрывают ледяные цилиндры нового архива Земли 03.02.2026 в 3:03

В Антарктиде создали первый ледяной архив, где хранят климатическую память планеты. Учёные спешат спасти данные, пока ледники не исчезли.

Читать полностью »