Rybářské motorické neurony
Nervové buňky, které ovládají rybářský prut bidlenky pruhované (Antennarius striatus), nesedí tam, kde u ryb sedí neurony ostatních hřbetních ploutví. Opustily svou standardní polohu a usídlily se jinde, a nikdo takovou migraci u obratlovců dosud nezaznamenal.
Tým vedený profesorem Naoyuki Yamamotem z Graduate School of Bioagricultural Sciences Nagojské univerzity v Japonsku to zjistil vstříknutím trasovacích látek do míchy bidlenky, čímž označil a zmapoval polohu motorických neuronů, nervových buněk, které vysílají povely ke svalům, v jejím ventrálním rohu, tedy v přední části míšního šedého hmotu. Výsledky Hagio, Nishino, Miyake, Sato, Sawada, Nakayama a Yamamoto publikovali v říjnu 2024 v časopisu Journal of Comparative Neurology (ročník 532, číslo 10).
Bidlenka pruhovaná má čtyři hřbetní ploutve. Neurony druhé, třetí a čtvrté sedí v takzvané ventrolaterální zóně ventrálního rohu, to je u ryb standardní poloha pro motorické neurony hřbetních ploutví. Neurony první ploutve, ilicia, přeměněného rybářského prutu zakončeného masitou návnadou připomínající mořského červa, sedí v dorsolaterální zóně téhož rohu. Výrazně jiné místo. Yamamoto a kolegové těmto buňkám přidělili vlastní název: rybářské motorické neurony.
Běloskvrnitá jehlice jako kontrolní skupina
Aby tým mohl tvrdit, že dorsolaterální poloha je skutečná odchylka, a nikoli vlastnost libovolné anatomicky neobvyklé ploutve, potřeboval srovnání. Jako referenci zvolil jehlici běloskvrnitou (Rudarius ercodes), druh, jehož první hřbetní ploutev se rovněž anatomicky liší od ostatních, ale plní zcela jinou funkci: slouží k zastrašování soupeřů při soubojích, ne k lovu.
Výsledek byl jednoznačný. U jehlice běloskvrnaté neurony první hřbetní ploutve zůstávají na ventrolaterální pozici, stejně jako neurony druhé, třetí a čtvrté ploutve bidlenky samotné. Ventrolaterální zóna je tedy výchozí, ancestrální stav. Dorsolaterální poloha u bidlenky je evolučně odvozená odchylka. Přesun motorických neuronů nenásledoval po anatomické zvláštnosti ploutve jako takové, to by se přestěhovaly i neurony jehlice. Přesun se odehrál, až když se funkce ploutve zásadně proměnila: ze plavání na lov.
Co se přihodilo, a co zatím nikdo neví
Studie dokumentuje, že k migraci motorických neuronů v průběhu evoluce prokazatelně došlo. Jak přesně se to stalo, zůstává neznámé. Yamamoto a kolegové výslovně uvádějí, že vývojový a genetický mechanismus, který přesun řídil, dosud nikdo neidentifikoval. Jaký vývojový signál rozhodl, že rybářské motorické neurony zaujmou místo na jiném konci ventrálního rohu, to studie nezodpovídá.
Stejně neznámé zůstávají přívodní dráhy: které neurony posílají povely rybářským motorickým neuronům a kudy tyto signály vedou. Autoři tuto mezeru pojmenovávají jako prioritu dalšího výzkumu. Otevřená je i otázka obecnosti, zda k obdobnému přesunu motorických neuronů dochází u dalších druhů s funkčním iliciem v rámci čeledi, nebo zda jde o vlastnost bidlenky pruhované. Yamamoto a kolegové ji formulují jako hypotézu, ne jako ověřený nález.
Ryby, savci a pravidla, která nejsou pevná
Tady nastupuje to, co z bidlenky dělá víc než kuriozitu.
Yamamoto upozorňuje, že organizační logika ventrálního rohu míchy je u ryb a u savců, včetně lidí, srovnatelná. Motorické neurony prsních a břišních ploutví ryb mají neuroanatomické paralely s neurony předních a zadních končetin savců. Principy prostorového uspořádání, které výzkumný tým studuje na bidlence, nejsou rybí specialitou: jsou sdíleným dědictvím obratlovců.
Pokud celá populace motorických neuronů dokáže v průběhu evoluce fyzicky změnit svou polohu poté, co orgán, který ovládá, změní funkci, klade to obecnou otázku: jak pevná jsou vlastně prostorová pravidla nervové organizace obratlovců? Autoři studie tento přesah formulují výslovně jako otevřený problém. Nález na jednom druhu ryby otevírá otázku plasticity nervového systému napříč celou skupinou.
Lest, která trvá méně než čtyři milisekundy
Celé to začíná vlněním. Bidlenka sedí na dně, zbarvení, které se mění od žluté přes hněď až po černou, ji splývá s podkladem, a pohybuje iliciem, jako by před ní tančil mořský červ. Kořist se přiblíží a zaútočí na návnadu.
V tu chvíli bidlenka otevře tlamu a pohltí ji jediným sacím pohybem. Celý útok trvá méně než čtyři milisekundy, studie genomu rodu Antennarius zveřejněná v databázi NCBI řadí tuto rychlost k absolutní špičce mezi živočichy.
Ten pohyb řídí skupina nervových buněk, která se musela v průběhu evoluce doslova přestěhovat na jiný konec míchy, aby mohla převzít kontrolu nad orgánem původně určeným k plavání. Funkce přišla první. Neurony ji následovaly.
A ještě jeden mýtus, který si nezaslouží přežít
Bidlenka pruhovaná se v populárních médiích pravidelně zaměňuje s hlubinnou ďasovou, tou s bioluminiscenční návnadou, jakou proslavil animovaný film Hledá se Nemo. Je to jiné zvíře. Bidlenky (čeleď Antennariidae) jsou mělkovodní, útesové ryby žijící obvykle do hloubky čtyřiceti metrů. Jejich návnada nesvítí: láká kořist vizuální nápodobou pohybu červa, nikoli světlem. Bioluminiscenční návnady napájené symbiotickými bakteriemi jsou výbavou hlubinných ďasovitých ryb, zcela jiných podřádů v rámci řádu Lophiiformes. Bidlenka pruhovaná a hlubinná ďasová sdílejí řád, ne habitat, ne způsob lovu a rozhodně ne záři.