Подобно кораллам и медузам, морской анемон — Nematostella vectensis — принадлежит к семейству Cnidaria, которому более 700 миллионов лет. Он имеет простой мешок, похожий на мешок, без каркаса и только с одним отверстием в корпусе.
Нервная система этого оригинального многоклеточного животного организована в виде элементарной нервной сети, которая уже способна к простым образцам поведения. Ранее исследователи предполагали, что эта сеть не свидетельствует о централизации, то есть об отсутствии локальной концентрации нервных клеток. Однако в ходе своих исследований ученые обнаружили, что нервная сеть эмбрионального морского анемона образована набором нейронных генов и сигнальных факторов, которые также встречаются у позвоночных.
По словам профессора Холстейна, происхождение первых нервных клеток зависит от сигнального пути Wnt, названного в честь его сигнального белка Wnt. Он играет ключевую роль в упорядоченной эволюции различных типов клеток животных. Исследователи из Гейдельберга также обнаружили первоначальное указание на то, что в нейрогенезе морских анемонов активен другой сигнальный путь — путь BMP, который играет важную роль в централизации нервных клеток у позвоночных.
Названный в честь сигнального белка BMP, этот путь контролирует эволюцию различных типов клеток в зависимости от концентрации белка, аналогично пути Wnt, но в другом направлении. Путь BMP проходит под прямым углом к пути Wnt, тем самым создавая асимметричный паттерн типов нейрональных клеток в широко рассредоточенной нейронной сети морского анемона. «Это можно рассматривать как зарождение централизации нейронной сети на пути к сложному мозгу позвоночных», — подчеркивает профессор Холштейн.
В то время как сигнальный путь Wnt запускает формирование первичной оси тела у всех животных, от губок до позвоночных, сигнальный путь BMP также участвует в формировании вторичной оси тела (спины и брюшной полости) у продвинутых позвоночных. «Результаты наших исследований показывают, что происхождение центральной нервной системы тесно связано с эволюцией осей тела», — объясняет профессор Холштейн.