Venstrehåndsfisk og asymmetriske hjerner

Til mennesker, at være højrehåndet eller venstrehåndet spiller en vigtig rolle. De fleste mennesker er højrehåndede, mens kun omkring 3 procent af mennesker medfødt bruger begge hænder lige godt. At foretrække en side af kroppen frem for en anden er ikke unikt for mennesker:fænomenet forekommer også i dyreriget, for eksempel hos menneskeaber eller fugle, selvom deres "handedness" typisk ikke er så tydelig, som den er hos mennesker.

"Håndhed" er især udtalt hos cichlidefisk af arten Perissodus microlepis, som er endemisk for Tanganyika-søen i Afrika. Denne cichlide er meget specialiseret, lever udelukkende på skæl fra andre fisk, der kun er opnået fra den ene side af deres byttes kroppe. Ved jagt, ikke kun viser enkelte fisk en udtalt forkærlighed for at angribe deres bytte fra én retning, denne præference afspejles også af formen på deres hoveder. Mange individer af denne cichlide har asymmetriske kæber, der bøjer til venstre eller højre.

Biologer fra University of Konstanz undersøgte forholdet mellem cichlidernes præference for den ene side, strukturen af ​​deres hjerner og deres genekspression. Et hold ledet af professor Axel Meyer, Professor i zoologi og evolutionsbiologi ved universitetet i Konstanz, kunne påvise, at præferencen for den ene side i dyrets fodringsadfærd korrelerer med en tilsvarende asymmetri af hjernehalvdelene, samt ulige genekspression mellem halvkuglerne. Forskningsresultaterne er offentliggjort i det aktuelle nummer af Genombiologi og evolution .

"Vores forskning hjælper os til bedre at forstå håndenhed og hemisfæriske asymmetrier. Vi håber, at vores resultater også vil bidrage til at fremme vores forståelse af håndhævelse hos mennesker, " forklarer Konstanz-biologen Dr. Ralf Schneider, WHO, sammen med Dr. Hyuk Je Lee, er en af ​​hovedforfatterne til undersøgelsen.

I deres undersøgelse, Biologerne dokumenterede præferencen for den ene side af cirka 40 individuelle cichlider, efterfulgt af en undersøgelse af deres hjerner. "Vi fandt en klar asymmetri på tværs af dyrenes hjerner, især i Tectum Opticum-regionen i hjernen. Imidlertid, denne asymmetri var kun til stede hos individer, der udviste en tydelig præference for den ene side under jagt, " siger Ralf Schneider. Tectum Opticum er den region i hjernen, der er ansvarlig for at behandle synet. Hos de respektive cichlider, halvkuglen af ​​Tectum Opticum, der styrer øjet på den foretrukne side af kroppen, var stærkere udviklet end den anden. Personer, der ikke viste en markant præference for den ene side, viste større symmetri i Tectum Opticum. Det samme viste sig at være tilfældet for andre områder af dyrenes hjerner. "Dette er interessant, fordi det antyder et funktionelt forhold mellem hjernens form og adfærdsmæssig lateralitet, siger Schneider.

Analyser af generne (genekspressionsprofilering) på tværs af flere dele af hjernen viste, hvilke gener der har tendens til at blive udtrykt stærkere i de respektive områder af hjernen. Analyserne afslørede lignende mønstre, som forskerne havde fundet i fiskenes hjernestrukturer:alene i Tectum Opticum-regionen, så meget som 140 gener viste forskellig aktivitet i de to halvkugler – svarende til dyrenes præference for den ene side, genaktivitet i de respektive hjernehalvdele blev øget eller reduceret. Den mest udtalte overensstemmelse blev bestemt for genet synuclein gamma alpha (sncga) – et særligt interessant resultat, fordi tidligere undersøgelser på zebrafisk har vist, at dette gen overvejende kommer til udtryk i den såkaldte habenula, en del af hjernen, der er asymmetrisk hos alle hvirveldyr, inklusive mennesker. Udover synuclein gamma alfa, en række andre gener, hvoraf nogle er forbundet med overhånd og skizofreni hos mennesker, viste udtryksmønstre i hjernehalvdelene af cichliderne, der tyder på en forbindelse til håndenhed. Der er grund til at tro, at nogle asymmetrier i hjernen hos hvirveldyr kan stamme fra habenulas asymmetri. Cichlidernes præference for at spise på skæl fra kun den ene side af deres byttes krop, såvel som de asymmetriske former af deres hoveder og hjerner, sandsynligvis udviklet på grund af den ekstremt hurtige "sidespecifikke" udvikling af genregulering i deres hjerner, foreslår biologerne.