細胞関連の学術誌Cellに以下のPaperが掲載された:
Denes AS. et al.:"Molecular Architecture of Annelid Nerve Cord Supports Common Origin of Nervous System Centralization in Bilateria", Cell, 129, 277-288, 2007.
Summary
To elucidate the evolutionary origin of nervous system centralization, we investigated the molecular architecture of the trunk nervous system in the annelid Platynereis dumerilii. Annelids belong to Bilateria, an evolutionary lineage of bilateral animals that also includes vertebrates and insects. Comparing nervous system development in annelids to that of other bilaterians could provide valuable information about the common ancestor of all Bilateria. We find that the Platynereis neuroectoderm is subdivided into longitudinal progenitor domains by partially overlapping expression regions of nk and pax genes. These domains match corresponding domains in the vertebrate neural tube and give rise to conserved neural cell types. As in vertebrates, neural patterning genes are sensitive to Bmp signaling. Our data indicate that this mediolateral architecture was present in the last common bilaterian ancestor and thus support a common origin of nervous system centralization in Bilateria.
神経系の集中化の進化起源を解明するために、我々は環形動物 Platynereis dumerilii躯幹神経系の分子構造を調査した。環形動物が所属する左右相称動物は、脊椎動物や昆虫を含む左右相称の動物の進化系列に属する。環形動物と他の左右相称動物の神経系の発生を比較することで、すべての左右相称動物の共通祖先についての価値ある情報が得られる。我々は、Platynereis神経外胚葉が、部分的に重複したnk遺伝子とpax遺伝子の発現領域によって、長軸方向の前駆体ドメインに分割できることを発見した。これらのドメインは、対応するドメインが脊椎動物の神経管とマッチし、神経細胞の型が保存されていた。脊椎動物では、神経パターン形成はBmpシグナリングの影響を受けやすい。我々のデータは我々のデータは左右相称動物の最後の共通祖先に内外方向の構造が存在し、従って左右相称動物の神経系の集中に共通起源があることを支持する。
Alexandru S. DenesたちはEMBL:European Molecular Biology Laboratoryに所属しており、所属機関たるEMBLはPaper掲載にあわせてニュースリリース(2007/04/20)を出した。ニュースリリースではこの研究の位置づけを次のように解説している:
The rise of the central nervous system [CNS] in animal evolution has puzzled scientists for centuries. Vertebrates, insects and worms evolved from the same ancestor, but their CNSs are different and were thought to have evolved only after their lineages had split during evolution. Researchers from the European Molecular Biology Laboratory [EMBL] in Heidelberg now reveal that the vertebrate nervous system is probably much older than expected. The study, which is published in the current issue of Cell, suggests that the last common ancestor of vertebrates, insects and worms already had a centralised nervous system resembling that of vertebrates today.そして、PaperのSummaryを語り直して:
Many animals have evolved complex nervous systems throughout the course of evolution, but their architectures can differ substantially between species. While vertebrates have a CNS in the shape of a spinal cord running along their backs, insects and annelid worms like the earthworm have a rope-ladder-like chain of nerve cell clusters on their belly side. Other invertebrates on the other hand have their nerve cells distributed diffusely over their body. Yet, all these species descend from a common ancestor called Urbilateria. If this ancestor already possessed a nervous system, what it might have looked like and how it gave rise to the diversity of nervous systems seen in animals today is what Detlev Arendt and his group study at EMBL.
動物進化における中枢神経系の出現は、数世紀にわたって科学者たちを悩ませてきた。脊椎動物と昆虫と寄生虫は同一の祖先から進化したが、中枢神経系は違っており、系統分岐した後で進化したと考えられてきた。Heidelbergにある欧州分子生物学研究所の研究者たちは、脊椎動物の中枢神経系が、これまで考えられてきたより古くからあることを明らかにした。Cell誌の最新号に掲載された研究は、脊椎動物と昆虫と寄生虫の分岐直前の祖先は既に、今日の脊椎動物の中枢神経系とよく似た中枢神経系を持っていたことを示唆している。
多くの動物は進化の過程で複雑な神経系を進化させてきたが、その構造は種によって実質的に違うものになっている。脊椎動物が背中を走る脊髄の形をして中枢神経系を持つのに対して、昆虫と環形動物のような寄生虫は腹側にロープ=ラダー状の神経細胞集合の連なりを持っている。他の無脊椎動物は体に散在する神経細胞を持っている。それでも、これらの種はUrbilateriaと呼ばれる共通祖先の系統をひいている。この祖先が既に神経系を持っていたとしたら、それはどんな形をしていて、そこから現在見られるような神経系の多様性が生まれたのかが、欧州分子生物学研究所の研究ループの研究である。
"Our findings were overwhelming," says Alexandru Denes, who carried out the research in Arendt's lab. "The molecular anatomy of the developing CNS turned out to be virtually the same in vertebrates and Platynereis. Corresponding regions give rise to neuron types with similar molecular fingerprints and these neurons also go on to form the same neural structures in annelid worm and vertebrate."
「我々の発見は圧倒的である。中枢神経系の発展についての分子的な構造は、事実上、脊椎動物とPlatynereisで同じであることがわかった。対応する領域は、類似した分子の痕跡を持つニューロンのタイプによって構成され、これらのニューロンは、環形動物と脊椎動物で同じ神経構造を形成している」と研究グループのリーダーであるAlexandru Denesは語った。いささか自画自賛ではあるが、脊椎動物と昆虫と環形動物に分岐する前に、中枢神経系ができていた可能性を示唆するもので、成果は大きい。
なんと130年前に提示された仮説を証明することになるという:
The findings provide strong evidence for a theory that was first put forward by zoologist Anton Dohrn in 1875. It states that vertebrate and annelid CNS are of common descent and vertebrates have turned themselves upside down throughout the course of evolution.
この発見は1875年に動物学者Anton Dohrnが提示した理論の強い証拠となる。その理論によれば、脊椎動物と環形動物の中枢神経系は同一系統に属し、脊椎動物が進化の過程で、背中と腹を逆転させたと主張していた。
Dohrn, A. (1875). Der Ursprung der Wirbelthiere und das princip des Functionswechsels (Leipzig: Wilhelm Engelmann).
ところで、Paper本体では長めに書かれている部分
First, the Platynereis and vertebrate neuroepithelium are similarly subdivided (from medial to lateral) into a sim+ midline and four longitudinal CNS progenitor domains (nk2.2+/nk6+, pax6+/nk6+, pax6+/pax3/7+, and msx+/pax3/7+), laterally bounded by an msx+, dlx+ territory (Figure 7A). This strongly indicates a common evolutionary origin from an equally complex ancestral pattern. It is highly unlikely that precisely this mediolateral order and overlap in expression of orthologous genes in the CNS neuroectoderm should evolve twice independently. One can also discount the possibility that these genes are necessarily linked and thus co-opted as a package because they also act independently of each other in other developmental contexts (nk2.2 in endoderm development; pax6 in eye development, pax3/7 in segmentation, and msx in muscle development). ....を、このニュースリリースでは簡単に次のように書かれている:
第1に、Platynereisと脊椎動物の神経上皮は中央から外側へ同様に、sim+ midlineと4個の長軸方向中枢神経系前駆体ドメイン(nk2.2+/nk6+, pax6+/nk6+, pax6+/pax3/7+, msx+/pax3/7+)に分割できる。それらは側方にmxs+, dkx+テリトリーで囲まれている。これは、等しく複雑な祖先形状を共通進化起源としていることを強く示唆している。この内外方向の順序性と中枢神経系の神経外胚葉にあるオルソロガス遺伝子の発現の重複が全く同一であるという進化が独立に2度起きることは、ほとんどありえない。これらの遺伝子が必然的に連結され、従ってひとまとまりとしてCo-optされた可能性も除外できる。というのは、これらは他の発生過程では互いに独立振舞っているからである(内胚葉発生におけるnk2.2や眼の発生におけるpax6や分節化におけるpax3/7や筋肉発生におけるmxs)。....
"Such a complex arrangement could not have been invented twice throughout evolution, it must be the same system," adds Gaspar Jekely, a researcher from Arendt's lab, who contributed essentially to the study. "It looks like Platynereis and vertebrates have inherited the organisation of their CNS from their remote common ancestors."この一文「Such a complex arrangement could not have been invented twice throughout evolution, it must be the same system」を見つけて喜んだのが、インテリジェントデザイン理論家Dr. William Dembskiと仲間たちのブログUncommon Descentの共同執筆者のひとりDaveScotである。一般向けニュースリリースのキーワードマッチで:
「このような複雑な配置は、進化過程で再発明されえないだろうから、これは同じシステムにちがいない。Platynereisと脊椎動物は、はるかな共通祖先から中枢神経系の器官を引き継いだように見える。」
Arguments from Incredulity -- A Double Standardと喜びまくり。DaveScotはインテリジェントデザインの主張たる「...は複雑すぎて進化できない」が"Arguments from Incredulity"だといわれ続けていることが、よほど気になっているようだ。
I was reading The origin of the brain lies in a worm on the evolution of the central nervous system (CNS) and found a presumption in it based on nothing more than an Argument from Incredulity about the origin of complexity.
...
So how is it that NDE proponents can use an argument from personal incredulity and get away with it while the same argument when employed by an ID proponent is dismissed as a logical fallacy? A double standard is how.
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