Banbrytande forskning har gett en fascinerande ny insikt i hur djurens nervsystem utvecklats från enkla strukturer till att bli det komplexa nätverk som överför signaler mellan olika delar av kroppen.

Den nya studien använde enkla flercelliga organismer som kallas Placozoa för att avslöja början av nervsystemet som finns i mer komplexa djur.

Det internationella forskarteamet, inklusive professor Gáspár Jékely från University of Exeters Living Systems Institute, fann att Placozoa kan koordinera sin rörelse och kroppsform, i frånvaro av ett nervsystem, genom att signalera med små peptider mellan celler.

Studien publiceras i Nuvarande biologi den 18 oktober 2018.

Professor Jékely anser att ett peptidergiskt signalsystem tillåter en mycket hög komplexitet i beteendeorganisationen.

Han sa:"Varje peptid kan användas individuellt som en annan signal, men peptiderna kan också användas sekventiellt eller tillsammans i olika kombinationer, vilket möjliggör mycket höga antal unika signaler mellan celler. Detta förklarar hur Placozoans kan koordinera sofistikerade beteendesekvenser som matning."

Placozoans, det enklaste av alla djur, likna en liten, hårig skiva ca 1 mm stor, med bara tre celllager. Även om de inte har några riktiga nerv- eller muskelceller, de glider över ytor i havet med uppenbar lätthet.

Den nya studien undersökte hur detta flercelliga djur utan nervsystem kan koordinera alla celler i sin kropp för att utföra komplext beteende.

De fann att Placozo -celler innehåller en mängd små peptider, består av 4-20 aminosyror som utsöndras från en cell och detekteras av närliggande celler som ett kommunikationsmedel.

Avgörande, detta ekar hur mer komplexa organismer använder liknande peptider, känd som neuropeptider, för signalering i nervsystemet.

Docent Dirk Fasshauer, från universitetet i Lausanne, Schweiz och medförfattare till studien sa:"Dessa nya rön visar att yttre utseende kan lura, eftersom celler som ser likadana ut faktiskt signalerar med olika molekyler och med stor sannolikhet har olika funktioner."

Genom att använda syntetiskt konstruerade versioner av Placozoan-signalpeptiderna, forskarna kunde utnyttja detta dolda signalsystem för att förstå varje peptids roll för att koordinera rörelse och kroppsform.

Experimenten avslöjade att peptiderna ändrade Placozoan beteende inom några sekunder. Varje peptid hade en unik effekt, vilket i vissa fall var mycket dramatiskt. De huvudsakliga beteendeförändringarna orsakade av peptiderna inkluderade krinkling, vändning, platta till, och inre churning, ett beteende i samband med utfodring.

Dr Frédérique Varoqueaux, även från universitetet i Lausanne, tillade:"Det kan tyckas konstigt att använda ett djur utan neuroner eller synapser för att studera nervsystemets evolution, men även om Placozoans är nervösa, du kan fortfarande hitta de grundläggande molekyler som behövs för kommunikation i komplexa nervsystem i deras celler.

"Så att studera Placozoans kan berätta mer om neuronernas ursprung och hur de blev kroppens kontrollsystem."