Чужі серед нас. Що реброплави можуть розповісти про еволюцію розуму

Автор: Дуглас Фокс, науковий письменник, який живе у Північній Каліфорнії.

Мозок реброплава свідчить, що якби еволюція почалася знову, знову з’явився б інтелект, тому що природа повторюється.

Нейробіолог Леонід Мороз витратив два десятиліття, намагаючись зрозуміти приголомшливу ідею: в той час як вчені тільки починають шукати позаземне життя на інших планетах, тут, на Землі, вже можуть бути чужинці з зовсім іншою біологією та мозком. Ці «прибульці» тисячоліттями ховалися у всіх на виду. Вони можуть багато чого навчити нас про природу еволюції та про те, чого очікувати, коли ми нарешті знайдемо життя в інших світах.

Перший натяк на своє відкриття Мороз побачив ще влітку 1995 року, незабаром після прибуття до США з рідної Росії. Те літо він провів у морській лабораторії міста Фрайдей-Гарбор у штаті Вашингтон. Лабораторія розташувалася серед архіпелагу лісистих островів у затоці П’юджет-Саунд – на перехресті протилежних припливів і течій, які перенесли сотні видів тварин повз скелястий берег: рої медуз, амфіподних ракоподібних, хвилястих морських лілій, голозябрових слимаків, плоских червів і личинок риб, морських зірок та безлічі інших тварин.

Ці істоти представляли собою не тільки далекі райони П’юджет-Саунд, а й найвіддаленіші гілки тваринного дерева життя. Мороз годинами бував на пірсі за лабораторією, збираючи тварин, щоб вивчати їхню нервову систему. Він присвятив роки вивченню нервової системи різних представників тваринного світу, сподіваючись зрозуміти еволюційне походження мозку та інтелекту. Але він приїхав до Фрайдей-Гарбора, щоб знайти певну тварину.

Він навчився розпізнавати його випукле, прозоре тіло в освітленій сонцем воді: райдужний відблиск і швидкоплинні промені різнокольорового світла, розсіяні ритмічним биттям тисяч волосоподібних війок, що рухають його через воду. Цей тип тварин, званий ктенофорами (реброплавами), довгий час вважався ще одним різновидом медуз.

Але того літа в Фрайдей-Гарборі Мороз зробив несподіване відкриття: під скромним зовнішнім виглядом цієї тварини приховувався кричущий випадок помилкової ідентифікації. З перших же своїх експериментів він побачив, що ці тварини не споріднені з медузами. Насправді вони глибоко відрізнялися від будь-яких інших тварин на Землі.

До такого висновку Мороз прийшов, перевіривши нервові клітини ктенофорів на наявність нейромедіаторів серотоніну, дофаміну та оксиду азоту, хімічних месенджерів, які вважалися універсальною нейронною мовою всіх тварин. Але як би він не намагався знайти ці молекули, успіху не мав. Наслідки були глибокими.

Реброплави вже були відомі своєю відносно розвиненою нервовою системою; але ці перші експерименти Мороза показали, що їхні нерви були побудовані з іншого набору молекулярних будівельних блоків (відмінних від будь-якої іншої тварини), використовуючи «іншу хімічну мову», каже Мороз: ці тварини є «прибульцями моря».

Якщо Мороз має рацію, то реброплав являє собою еволюційний експеримент приголомшливих масштабів, який триває вже більше пів мільярда років. Цей окремий шлях еволюції – свого роду Еволюція 2.0 – винайшов нейрони, м’язи та інші спеціалізовані тканини, незалежно від решти тваринного світу, використовуючи відмінні вихідні матеріали.

Ця тварина, реброплав, дозволяє уявити, як могла б піти еволюція, якби не поява хребетних, ссавців і людей, які стали домінувати в екосистемах Землі. Вона проливає світло на глибоку дискусію, яка точиться десятиліттями: коли мова заходить про сучасний вигляд життя на Землі, яка його частина утворилася через чисту випадковість, а скільки було неминучим від самого початку?

Якби еволюцію повторили тут, на Землі, чи з’явився б інтелект вдруге? І якби сталося саме так, то чи міг би він так само легко з’явитися на якійсь іншій далекій гілці тваринного дерева? Реброплав пропонує кілька захоплюючих підказок, показуючи, наскільки один мозок може відрізнятися від іншого. Мозок є вінцем конвергентної еволюції – процесу, за допомогою якого неспоріднені види розвивають подібні риси, щоб орієнтуватися в одному і тому ж світі. Люди могли розвинути безпрецедентний інтелект, але еволюція реброплавів свідчить, що ми можемо бути не самі у всесвіті. Тенденція розвитку складних нервових систем, ймовірно, є універсальною – не тільки на Землі, а й в інших світах.

У порівнянні з іншими основними групами тварин, реброплав мало вивчений. Його тіло зовні нагадує медузу – драглисте, довгасте або кулясте, з круглим ротом на одному кінці. Реброплавів багато в океанах, але вчені довго нехтували ними. У XX столітті малюнки в підручниках часто показували тварину догори ногами, її рот звисає до морського дна, як медузи, тоді як у реальному житті вона дрейфує з пащею вгору.

На відміну від медузи, яка використовує м’язи, щоб махати своїм тілом і плавати, реброплав використовує тисячі війок, щоб пересуватися у воді. І на відміну від медузи з її жалючими щупальцями, реброплав полює за допомогою двох липких щупалець, які виділяють клей, пристосування, яке не має аналогів у решті тваринного світу. Реброплав – ненажерливий хижак, відомий своєю тактикою засідки. Він полює, розправляючи свої розгалужені липкі щупальця, утворюючи щось схоже на павутину, і ретельно ловить свою жертву, одну за одною.

Коли наприкінці 1800-х років вчені почали досліджувати нервову систему реброплава, те, що вони бачили через свої мікроскопи, здавалося звичайним. Товстий клубок нейронів розташовувався біля нижнього полюса тварини, розсіяна мережа нервів поширювалася по всьому його тілу, а жменя товстих нервових пучків простягалася до кожного щупальця та до кожної з восьми гребних пластинок (довгих війок). Дослідження за допомогою електронного мікроскопа, проведені в 1960-х роках, здавалося, виявили синапси між цими нейронами, з бульбашковидними відсіками, здатними вивільняти нейромедіатори, які стимулюватимуть сусідню клітину.

Вчені ввели в нейрони живих реброплавів кальцій, змушуючи їх виробляти електричні імпульси, як це відбувається в нервах щурів, червів, мух, равликів та інших тварин. Стимулюючи відповідні нерви, дослідники навіть могли спонукати війки реброплава обертатися за різними схемами, змушуючи його плавати вперед або назад.

Коротше кажучи, здавалося, що нерви реброплава виглядали і діяли так само, як у будь-якої іншої тварини. Тому біологи припустили, що вони однакові. Цей помилковий погляд на реброплавів підтримував ширший наратив про еволюцію всіх тварин, який також виявився хибним.

До 1990-х років вчені поміщали реброплавів низько на тваринному дереві життя, на гілці поруч із кнідаріями, групою, яка включає медуз, актиній та коралів. І медузи, і реброплави мають м’язи, і обидва мають дифузну нервову систему, яка не повністю ущільнюється в мозок. І, звичайно, в обох тіла м’які, хиткі й часто прозорі.

Нижче реброплавів і медуз на еволюційному дереві знаходились дві інші гілки тварин, які були явно примітивнішими: пластинчасті та морські губки, у яких у обох були відсутні будь-які нервові клітини. Зокрема, здавалося, що губка лише на порозі тваринності: лише в 1866 році англійський біолог Генрі Джеймс Кларк продемонстрував, що губка справді була твариною.

Це допомогло закріпити губку як наш найближчий живий зв’язок зі стародавнім, дотваринним світом одноклітинних протистів, подібних до сучасних амеб і парамецій. Дослідники міркували, що губки еволюціонували, коли стародавні протисти збиралися у великі колонії, причому кожна клітина використовувала свої джгутики – ниткоподібні структури, схожі на війки – для харчування замість плавання.

Ця розповідь підтверджувала зручне уявлення про те, що нервова система розвивалася поступово, до більшої складності з кожною наступною гілкою тваринного дерева. Всі тварини були синами і дочками єдиного моменту еволюційного створення: народження нервової клітини. І лише одного разу, у подальшій еволюції, ці нейрони перетнули другий важливий поріг – об’єднавшись у централізований мозок.

Ця точка зору була підкріплена ще одним доказом: вражаюча схожість у тому, як окремі нервові клітини були організовані у комах і людей, у нейронні ланцюги, що лежать в основі епізодичної пам’яті, просторової навігації та загальної поведінки. Насправді, стверджували вчені, перший мозок мав з’явитися доволі рано, до того, як еволюційні шляхи предків комах і хребетних розійшлися. Якби це було правдою, то 550-650 мільйонів років, що минули після цієї події, представляли б єдину сюжетну лінію з багатьма еволюційними лініями тварин, які розвивали б одну й ту саму основну будову мозку вгору і вниз по ланцюжку.

Ця картина еволюції мозку мала сенс, але, спостерігаючи за реброплавами у Фрайдей-Гарборі в 1995 році, Мороз почав підозрювати, що вона глибоко помилкова. Щоб перевірити своє припущення, він зібрав кілька видів ктенофорів. Він розрізав їх нервову тканину на тонкі шматочки і обробив їх хімічними фарбниками, які вказували на наявність дофаміну, серотоніну або оксиду азоту – трьох нейромедіаторів, які були поширені в царстві тварин. Знову й знову він дивився в мікроскоп і не бачив жодних слідів жовтих, червоних чи зелених фарбників.

Коли ви повторюєте експерименти, каже Мороз: «Ви починаєте розуміти, що це справді інша тварина». Він припустив, що реброплав не просто відрізняється від своєї імовірної сестринської групи – медуз. Ктенофори також значно відрізняються від будь-якої іншої нервової системи на Землі.

Здавалося, що реброплав пішов зовсім іншим еволюційним шляхом, але Мороз не міг бути впевнений. І якби він опублікував свої результати зараз, переглянувши лише кілька важливих молекул, люди б їх повністю відкинули. «Гучні заяви вимагають переконливих доказів», – каже Мороз. І тому він вирушив у довгу, повільну подорож, навіть довшу, ніж він тоді очікував.

Він подав заявку на фінансування для вивчення реброплавів з використанням інших методів – наприклад, досліджуючи їхні гени – але полишив цю ідею після того, як йому кілька разів відмовили. На той момент він був ще молодим, лише кілька років тому залишив Радянський Союз і щойно почав публікувати свою роботу в англомовних журналах, де вона викликала більший інтерес. Тому Мороз відклав реброплавів на другий план і повернувся до своєї основної праці, вивчаючи нейронну сигналізацію у равликів, двостулкових, восьминогів та інших молюсків. Лише випадково, через 12 років, він повернувся до свого улюбленого проєкту.

У 2007 році він ненадовго відвідав Фрайдей-Гарбор для участі в науковій конференції. Одного вечора він вийшов на ті самі доки, де витратив так багато часу в 1995 році. Там він випадково побачив райдужні відблиски реброплавів, що дрейфували під світлом ліхтаря. Наукові інструменти на той час були вдосконалені, що дозволило секвенувати весь геном за дні, а не за роки. І тепер Мороз вже закріпив свої позиції в науці та мав власну лабораторію в Університеті Флориди. Нарешті він міг дозволити собі зайнятися цікавинками.

Тож він дістав сітку й виловив із води близько десятка реброплавів, виду під назвою Pleurobrachia bachei. Він заморозив їх і відправив до своєї лабораторії у Флориді. За три тижні він отримав частковий «транскриптом» реброплава – близько 5000 або 6000 послідовностей генів, які активувалися в нервових клітинах тварини. Результати були вражаючими.

По-перше, вони показали, що у плевробрахії бракує генів і ферментів, необхідних для виробництва довгого списку нейромедіаторів, поширених в інших тварин. Серед цих відсутніх нейромедіаторів були не лише ті, які Мороз відзначив ще в 1995 році – серотонін, дофамін та оксид азоту, – а й ацетилхолін, октопамін, норадреналін та інші. Ктенофору також не вистачало генів для рецепторів, які дозволяють нейрону захоплювати ці нейромедіатори і реагувати на них.

Це підтвердило те, чого Мороз чекав роками, щоб з’ясувати: коли він не зміг знайти відомі нейромедіатори в нервах ктенофорів у 1995 році, це сталося не через те, що його тести не спрацювали; а тому, що тварина жодним чином їх не використовувала. Це, каже Мороз, було «великою несподіванкою».

«Ми всі використовуємо нейромедіатори, – каже він. – Від медуз до червів, молюсків, людей та морських їжаків, ви побачите дуже послідовний набір сигнальних молекул». Але якимось чином ктенофор розвинув нервову систему, в якій ці ролі виконував інший, до того часу невідомий, набір молекул.

Транскриптом і секвенування геномної ДНК, які зробив Мороз, показали, що реброплав також не має багатьох інших генів, наявних у решті тваринного світу, які мають вирішальне значення для побудови та функціонування нервової системи. У плевробрахії не вистачало багатьох звичайних білків, які називаються іонними каналами, які генерують електричні сигнали, що швидко проходять через нерв.

У реброплавів були відсутні гени, які керують ембріональними клітинами шляхом комплексного перетворення на зрілі нервові клітини. І бракувало добре відомих генів, які організовують поступове з’єднання цих нейронів у зрілі функціонуючі ланцюги. «Це було набагато більше, ніж просто наявність чи відсутність лише кількох генів, – каже він. – Це був дійсно грандіозний дизайн».

Це означало, що нервова система реброплава еволюціонувала з нуля, використовуючи інший набір молекул і генів, ніж будь-яка інша відома тварина на Землі. Це був класичний випадок конвергенції: еволюційна лінія реброплавів розвинула нервову систему, використовуючи будь-які наявні генетичні вихідні матеріали. У певному сенсі це була чужа нервова система, яка розвивалася окремо від решти тваринного світу.

Але на цьому сюрпризи не закінчилися. Виявилося, що ктенофор був унікальним серед інших тварин не тільки своєю нервовою системою. Гени, що беруть участь у розвитку та функціонуванні його м’язів, також були зовсім іншими. Та реброплаву не вистачало кількох класів загальних генів будови тіла, які вважалися універсальними для всіх тварин.

Сюди входять так звані гени мікро-РНК, які допомагають утворювати спеціалізовані типи клітин в органах, і гомеобокс гени, які поділяють тіла на окремі частини, будь то сегментоване тіло червя або лобстера, або сегментовані хребет і кістки пальців людини. Ці класи генів були присутні у простих губок і пластинчастих, але відсутні у реброплавів.

Все це вказувало на приголомшливий висновок: незважаючи на те, що вони були складнішими, ніж губки та пластинчасті, у яких не вистачало нервових клітин, м’язів і практично будь-якого іншого спеціалізованого типу клітин, реброплави насправді були найпершою і найдавнішою гілкою на тваринному дереві життя. Якимось чином протягом наступних 550-750 мільйонів років реброплави зуміли розвинути нервову систему і м’язи, подібні за складністю до м’язів медуз, актиній, морських зірок і багатьох видів червів і молюсків, зліплені з альтернативного набору генів.

Свої результати Мороз намагався опублікувати у 2009 році. Стаття була відхилена. І тому він продовжував робити нові експерименти.

Навіть коли Мороз дедалі більше підтверджував свої результати наприкінці 2000-х років, інші дослідницькі групи починали збирати фрагменти того, що він уже знав, що відкрило тривожну перспективу того, що через стільки років хтось інший може зробити його висновки, перш ніж він матиме шанс опублікувати їх сам.

По-перше, дослідження в журналі Nature у 2008 році поставило під сумнів основну структуру тваринного дерева життя, підірвавши давнє припущення, що губки були першою, найпримітивнішою гілкою. У цьому дослідженні порівнювали послідовності ДНК 150 генів, щоб відтворити еволюційні відносини 77 різних видів тварин, включаючи два види реброплавів.

У цій статті вперше публічно припущено, що складні реброплави, а не прості губки, насправді можуть бути найпершою гілкою. Одне лише припущення про це спричинило «вогненну бурю» в науковому співтоваристві, каже Стівен Геддок, біолог з Дослідницького інституту Океанаріуму затоки Монтерей, який був співавтором цього дослідження.

У грудні 2013 року інша група вчених вперше в історії опублікувала геном реброплава – вид під назвою Mnemiopsis leidyi, окремий від того, який Мороз вивчав найбільше. У цій статті, опублікованій в журналі Science, також було зроблено висновок, що реброплави, а не губки, були еволюційною гілкою, найближчою до походження всіх тварин.

Протягом наступних кількох місяців глибоко вкорінена розповідь про те, що губки були найдавнішими тваринами, продовжувала руйнуватися іншими способами. У січні 2014 року Саллі Лейс, одна із провідних світових дослідниць губок, що працює в Університеті Альберти в Едмонтоні, поставила під сумнів 150-річний наратив про те, що губки були більш-менш колоніальною версією одноклітинних організмів, які вважаються предками всіх тварин.

Детальні дослідження показали, що губка і клітини протиста, який називається хоанофлагелят (комірцевий джгутиконосець), використовували інший набір генів і білків для створення схожих структур. Тому губки не могли виникнути з нічого схожого на комірцевого джгутиконосця. Їхня подібність під мікроскопом була ще одним оманливим прикладом конвергентної еволюції: два неспоріднені організми розвивають подібні структури для виконання схожих функцій, але використовують різні гени як вихідні матеріали.

Ці дослідження зруйнували непрямі докази того, ніби губки були найпершою гілкою тваринного дерева життя. Те, що здавалося вагомим аргументом, було просто випадком помилкової ідентифікації. Незважаючи на те, що вони набагато складніші, ніж губки, з нервовою системою, м’язами та іншими органами реброплави тепер здавалися найпершою гілкою, найближчою до походження всіх тварин.

Але жодне з цих досліджень ретельно не розглядало нервові клітини. Тож широкий загал досі не знав суть відкриття Мороза – окремо винайдену нервову систему.

Проміжні роки Мороз заповнював прогалини в своїх доказах. Його дослідницька група повільно секвенувала останні кілька відсотків геному реброплава плевробрахії, пробираючись через складні ділянки ДНК, які викликали труднощі навіть у сучасних технологій. Мороз найняв три десятки студентів для детального вивчення того, які гени експресуються в окремих нервових клітинах реброплавів, і як ці клітини з’єднуються в ланцюги, коли тварина розвивається з зародка.

Зрештою, в червні 2014 року Мороз опублікував геном реброплава Pleurobrachia в журналі Nature. Його праця, яка тривала сім років, твердо встановила, що нервові клітини і нервова система реброплава еволюціонували окремо від клітин і нервової системи всіх інших тварин. Для нього ктенофор на Землі був найближчим до інопланетного мозку або розуму.

Ктенофори є надзвичайним, яскравим прикладом того, що, ймовірно, є загальною закономірністю: так само, як очі, крила та плавці розвивалися багато разів протягом еволюції тварин, так само розвиваються нервові клітини. Зараз Мороз нараховує від 9 до 12 незалежних еволюційних джерел походження нервової системи – в тому числі принаймні одне у кнідаріїв (група, до якої належать медузи та актинії), три у голкошкірих (група, яка включає в себе морські зірки, морські лілії та морські їжаки), одне у членистоногих (група, що включає комах, павуків і ракоподібних), одне у молюсків (група, до якої належать двостулкові, равлики, кальмари та восьминоги), одне у хребетних – і тепер, принаймні, одне джерело у реброплавів.

«Є більше ніж один спосіб створити нейрон, більше ніж один спосіб зробити мозок», – каже Мороз. У кожній з цих еволюційних гілок різні підгрупи генів, білків і молекул були сліпо обрані шляхом випадкового дублювання і мутації генів для участі в побудові нервової системи.

Цікаво, як ці відмінні шляхи еволюції привели до нервової системи, яка виглядає такою схожою на різних гілках тваринного дерева життя. Візьмемо для прикладу роботу Ніколаса Страусфельда, нейроанатома з Університету Арізони в Тусоні. Він та колеги виявили, що нейронні ланцюги, що лежать в основі нюху, епізодичної пам’яті, просторової навігації, вибору поведінки та зору у комах, майже ідентичні тим, що виконують ті самі функції у ссавців – незважаючи на той факт, що були використані різні (хоча вони деколи збігаються) набори генів.

Ці подібності відображають два ключових принципи еволюції, чинники, які, ймовірно, важливі для будь-якого світу, де виникло життя. По-перше, це конвергенція: ці далекі гілки еволюційного дерева прийшли до схожої будови нервової системи, оскільки кожна з них повинна була вирішувати одні й ті ж фундаментальні проблеми. Другий фактор – це спільна історія: ідея про те, що всі ці по-різному побудовані нервові системи мають принаймні якийсь елемент спільного походження. У нашому світі кожна з них розвинулася з молекулярних будівельних блоків, які були створені у фізичному та хімічному середовищі ранньої Землі.

Насправді, більша частина основного механізму передачі сигналів усіх нервових систем, можливо, виникла внаслідок пристосування заради виживання, яке відбувалося в перших клітинах на Землі чотири мільярди років тому. Ранні клітини, ймовірно, населяли водне середовище, таке як термальні води або підводні солоні озера, які містили суміш розчинених мінералів, включаючи деякі, наприклад, кальцій, які загрожували життю. (Відомо, що важливі біологічні молекули, такі як ДНК, РНК і АТФ, перетворюються на стійкий слиз під впливом кальцію – подібно до нальоту, що утворюється у ваннах.)

Тож біологи припускають, що раннє життя повинно було розвиватися, щоб утримувати низький рівень кальцію в його клітинах. Цей захисний механізм може включати білки, які викачують атоми кальцію з клітини, і систему сигналізації, яка спрацьовує, коли рівень кальцію підвищується.

Пізніше еволюція використала цю вишукану чутливість до кальцію для передачі сигналів всередині клітин і між ними – щоб контролювати биття війок і джгутиків, які мікроби використовують для пересування, або контролювати скорочення м’язових клітин або спричинити електричну активність нейронів у таких організмах, як наш. На той час, коли нервова система почала з’являтися, приблизно пів мільярда років тому, багато важливих будівельних блоків уже були створені.

Ці принципи мають величезне значення для розуміння еволюції та форм, яких може набувати життя на Землі чи в інших світах. Вони проливають світло на відносну важливість випадковості та долі у формуванні траєкторії еволюції протягом мільярдів років.

Покійний палеонтолог з Гарварду Стівен Джей Гулд у своїй книзі «Чудове життя» (1989) стверджував, що випадковості мають значення: що еволюційна історія тварин була сформована як вимиранням, так і інноваціями. Він зазначив, що кембрійський світ 570 мільйонів років тому містив більше груп тварин, які називаються типами (лат. phylum), ніж існують сьогодні. Ці різноманітні гілки раннього дерева тварин постійно обрізалися масовими вимираннями. Ці вимирання сприяли еволюції, відкриваючи екологічні ніші, в які вцілілі групи тварин могли диверсифікуватися, надаючи можливість для інновацій.

Водночас Саймон Конвей Морріс, палеонтолог з Кембриджського університету, наголосив на важливості еволюційної конвергенції: що еволюція має тенденцію приходити до одних і тих же рішень знову і знову, навіть у віддалених гілках тваринного дерева, і навіть коли білки або гени, які використовуються для побудови подібної структури, самі по собі не пов’язані.

Якщо довести ці дві ідеї до їхнього логічного завершення, то можна прийти до приголомшливого висновку. Якби історію Землі перемотали та переграли, еволюція могла б не прийти до цього року з тим самим набором груп тварин, який ми бачимо сьогодні. Ссавці чи птахи, можливо, навіть усі хребетні, можуть бути відсутні. Але еволюція все ще може прийти до більшості або навіть до всіх тих самих інновацій, які дозволили появу складного мозку: ці інновації можуть просто з’явитися на інших гілках тваринного дерева.

Поки вчені ламають голову над тим, яке життя може існувати в інших світах, набирає силу провокаційна ідея: чужинське життя, відмінне від усього, що ми знаємо, може вже існувати тут, на Землі. Ідея полягає в тому, що життя на нашій планеті могло виникнути два або більше разів, а не один раз, як вважалося. Наша форма життя стала панівною, тоді як інші форми відійшли в тінь. Цю «тіньову біосферу» важко виявити, оскільки вона може не містити ДНК, білків чи інших молекул, на які ми покладаємося, щоб виявити життя.

Тип реброплавів не такий вже й екзотичний. Він спирається на ту саму базову хімію, яку ми поділяємо, але він все ще являє собою тіньову біологію для тварин. Ктенофори – це давно втрачений двоюрідний брат, про існування якого ми навіть не здогадувалися.

Оскільки ктенофор винайшов мозок і м’язи, використовуючи набір білків і генів, настільки відмінних від будь-якої іншої тварини, яку коли-небудь вивчали, це дає унікальну можливість дослідити деякі важливі питання: Наскільки різними можуть бути нервові системи? Чи ми справді розуміємо, як життя відчуває навколишнє середовище і регулює поведінку?

Реброплав може навіть надати корисну інформацію для прогнозування того, як нервова система може еволюціонувати в інших світах, у більш екзотичних формах життя, не заснованих на ДНК або білках. Біологи-еволюціоністи вважають, що навіть життя, засноване на екзотичній біохімії, як і раніше, буде будуватися за подібними принципами організації. Нік Лейн, біохімік з Університетського коледжу Лондона, написав, що позаземне життя, ймовірно, розділяє себе всередині певної клітинної мембрани і живиться за допомогою електрохімічних відмінностей у рН або концентрації іонів від одного боку мембрани до іншого, як і клітини на Землі.

Хімічні речовини, видобуті зі стародавніх метеоритів, можуть легко утворювати мембрани, навіть якщо ці мембрани не складаються з однакових молекул. І як тільки клітинні мембрани закріпляться в біології іншого світу, процес розвитку нервової системи, ймовірно, піде шляхом, подібним до того, що спостерігається на Землі.

Мороз досі намагається дізнатися якомога більше про реброплавів. Вчені так довго нехтували цими тваринами частково тому, що вони були настільки крихкими, і їх важко підтримувати в лабораторії. Мороз обходить цю проблему, оснащуючи корабель сучасним дослідницьким обладнанням для секвенування геномів, вирощування ембріонів та стимуляції нейронів у живих тварин на місці. Він сподівається, що, розібравши нейронні ланцюги реброплава, він зможе дізнатися більше про принципи будови мозку в цілому – і перевірити, чи є ці принципи універсальними, чи ні.

Просто дійти до цього моменту було довгим процесом. Щоб усвідомити, що реброплави справді такі чужі, Морозу довелося спочатку відкинути багато з того, що він дізнався від попередніх дослідників. Оскільки його «початкова гіпотеза була саме тим, що писали в підручниках», пояснює він, перехід до нового способу мислення зайняв у нього 20 років.

Стаття вперше була опублікована англійською мовою під заголовком «What the ctenophore says about the evolution of intelligence» в журналі Aeon 1 серпня 2017 р.

Переклала Поліна Шарошкіна.