У примітивних хребетних під час ембріонального розвитку гени працюють так, як якщо б їх мозок був набагато складніше, ніж він є насправді.
В еволюції буває так, що молекулярно-генетичний апарат, необхідний для формування якоїсь структури (наприклад, частини тіла) з'являється задовго до того, як ця сама структура виникає в явному вигляді. Саме такий випадок описують у своїй статті в Nature дослідники з Інституту медичних досліджень Стауерса (США), які вивчали генетичний пристрій морських міног. Міноги, хоч і відносяться до хребетних, в еволюційному сенсі знаходяться на самому «дні» групи, і разом з міксинами їх об'єднують в надклас нелюдських. Вони дійсно сильно відрізняються від звичних нам хребетних: у них, наприклад, немає кісткової тканини, хребет і череп недорозвинені, немає щелеп (тому їх і назвали нелюдськими). Серед хребетних вони вважаються одним з найдавніших представників, що виникли задовго до риб. Часто їх взагалі виключають з хребетних, проте розглядають як групу, з якої хребетні виникли.
Рабб Крумлауф (Robb Krumlauf) і його колеги вивчали роботу гомеозисних генів міног при закладці в їх організмі заднього мозку. Гомеозисні гени (або Hox-гени) визначають процеси росту і диференціювання тканин, визначають членство тіла зародку на сегменти, і під час індивідуального розвитку вони вказують, де потрібно сформувати ту чи іншу частину тіла: ногу, крило, око, де буде хвіст, де - голова тощо. Можна сказати, що Hox-гени креслять план тіла, і, наприклад, у формованій голові від них залежить сегментація мозку.
Задній мозок, за яким спостерігали автори роботи, являє собою складний (хоча і стародавній) комплекс, куди входять мозочок, ретикулярна формація (де знаходиться центр засипання) та інші структури. У риб він вже досить складно диференційований, але у міног, які з'явилися за 400 млн років до риб, він відносно простий і навіть не сегментований. Тим не менш, гени міног працюють так, як якщо б задній мозок мав набагато більш складну будову.
Спочатку біологи впровадили в мишей і риб Danio rerio флуоресцентний білок, забезпечений регуляторними послідовностями Hox-генів. Там, де були активні справжні Hox-гени, там же активувався і білок, що світиться. Таким чином, дослідники отримали портрет генетичної специфічної активності гомеозисних генів при формуванні заднього мозку у мишей і риб.
Коли ту ж саму операцію провели з міногами, то отримали ту ж саму картину: в голові у них Hox-гени працювали з тими ж особливостями, що і у «справжніх» хребетних. Хоча очікувалося, що гени тут взагалі навряд чи будуть працювати біля міног, а не те що позначати відділи мозку. Більш того, за допомогою мутацій вдалося з'ясувати, що у них в активації гомеозисних генів задіяні ті ж молекулярно-сигнальні шляхи, що і у мишей. Можна сказати, що молекулярно-генетичний «креслення» для майбутніх структур в задньому мозку хребетних був створений заздалегідь, ще у предкових міногоподібних форм (причому під кресленням тут потрібно розуміти не просто наявність необхідних генів, але і схему їх активації). Через мільйони років такий «креслення» отримав можливість втілитися в реальності. Правда, виникає питання, для чого такі гени активуються заздалегідь.
Це далеко не єдиний приклад молекулярно-генетичної завбачливості еволюції. Кілька років тому в Nature виходила схожа робота, в якій дослідники з Чиказького університету (США) описали у напівхордових тварин комплекс сигнальних білків, необхідних для формування мозку в цілому. Тут знову ж мова йде про готову молекулярну систему управління, яка з'явилася у організмів, взагалі вважаються перехідною ланкою між голкошкірими і хордовими.