Az agyatlan medúza tanulási képességet mutat

A Karib-tenger mangrove-erdőinek napsütötte vizében apró medúzák imbolyognak ki-be az árnyékba. A dobozmedúzákat részben összetett látási rendszerük különbözteti meg az igazi medúzától – a szőlő méretű ragadozóknak 24 szeme van. De a többi medúzához hasonlóan ők is esztelenek, kocka alakú testüket neuronok elosztott hálózatán keresztül irányítják.

Kiderült, hogy ez a hálózat összetettebb, mint gondolnád. Pénteken a kutatók jelentést tettek közzé A Current Biology folyóiratban Ez azt jelzi, hogy a Tripedalia Cystophora típusú dobozmedúza képes tanulni. Mivel a dobozmedúza már régen elvált az állatvilág mi részétől, kognitív képességeik megértése segíthet a tudósoknak nyomon követni a tanulás fejlődését.

A zselédobozban való tanulás tanulmányozásának nehéz része az volt, hogy olyan mindennapi viselkedést találjanak, amelyre a tudósok a laboratóriumban betaníthatták a lényeket.

Anders Jarm, a Koppenhágai Egyetem biológusa és az új tanulmány szerzője elmondta, hogy csapata úgy döntött, hogy a zseléedények gyors forgására összpontosít, amikor a mangrove gyökerét megütik. Ezek a gyökerek fekete tornyokként emelkednek át a vízen, míg az őket körülvevő víz elhalványul ehhez képest. De a kettő közötti eltérés napról napra változhat, mivel az iszap elzárja a vizet, és megnehezíti annak megállapítását, milyen messze van a gyökér. Hogyan jelezhetik a gélcsomagok, ha túl közel vagyunk?

„A hipotézis az volt, hogy ezt meg kell tanulniuk” – mondta Dr. Jarm. „Amikor visszatérnek ezekre az élőhelyekre, meg kell tanulniuk: „Milyen a vízminőség ma? Hogyan változik ma a változékonyság?”

A kutatók a laboratóriumban képeket készítettek váltakozó sötét és világos vonalakról, amelyek a mangrove gyökereit és a vizet ábrázolták, és ezekkel bélelték ki a körülbelül hat hüvelyk széles vödrök belsejét. Amikor a vonalak éles fekete-fehérek voltak, ami optimális víztisztaságot jelentett, a gélcsomag soha nem került közel a vödör falához. Azonban a vonalak közötti kisebb kontraszt miatt a gélcsomagok azonnal nekiütköztek. Ez volt a tudósok esélye, hogy megnézzék, tanulnak-e.

Néhány ütközés után a kocsonyás dobozok viselkedésüket megváltoztatták. Kevesebb, mint nyolc perccel azután, hogy elérték a vödört, 50 százalékban elúsztak a falakon látható mintától, és a billenő manőverek száma majdnem megnégyszereződött. Úgy tűnik, hogy az előttük lévő vonalakat az ütközés érzésével társítják.

Tovább haladva a kutatók eltávolították a vizuális neuronokat a dobozmedúzából, és egy edényben tanulmányozták őket. A celláknak csíkok képei voltak láthatók, miközben az ütközést jelképező kis elektromos impulzust kaptak. Körülbelül öt percen belül a sejtek elkezdték küldeni azt a jelet, amely az egész dobozmedúza elfordulását okozta.

„Elképesztő látni, milyen gyorsan tanulnak” – mondta Jan Bielecki, a németországi Kieli Egyetem Fiziológiai Intézetének posztdoktori kutatója, aki egyben a tanulmány szerzője is.

A tanulmányban részt nem vevő kutatók az eredményeket fontos előrelépésnek minősítették a tanulás eredetének megértésében. „Ez csak a harmadik alkalom, hogy az asszociatív tanulást meggyőzően igazolják cnidároknál” – mondta Ken Cheng, a sydneyi Macquarie Egyetem professzora, aki állatokat tanulmányoz. „Ez a legcsodálatosabb kijelző, tele fiziológiai adatokkal.”

Az eredmények azt is sugallják, hogy a dobozmedúzák rendelkeznek bizonyos szintű rövid távú memóriával, mivel korábbi tapasztalataik alapján megváltoztathatják viselkedésüket – mondta Michael Abrams, a Kaliforniai Egyetem (Berkeley) posztdoktori kutatója, aki a medúza alvásának idegtudományát tanulmányozza. Kíváncsi, meddig emlékszik a kocsonyás doboz a tanultakra. Ha egy órára kiveszik a tartályból, majd visszateszik őket, akkor újra meg kell tanulniuk, mit kell csinálni?

A jövőbeni munkájuk során a kutatók azt remélik, hogy azonosítani tudják azokat a sejteket, amelyek szabályozzák a medúza azon képességét, hogy tanuljanak a tapasztalatokból. Dr. Jarm és kollégái kíváncsiak az ezekben a sejtekben bekövetkező molekuláris változásokra, amikor az állatok új információkat építenek be viselkedésükbe.

Arra is kíváncsiak, hogy a tanulási képesség univerzális-e az idegsejtek között, függetlenül attól, hogy az agy részét képezik-e. Ez magyarázhatja furcsa kitartásukat az élet fájában.

„Vannak olyan szervrendszerek, amelyek folyamatosan jönnek és mennek” – mondta Dr. Jarm. „De az idegrendszerek – ha egyszer ott vannak, ritkán tűnnek el újra.”

Talán a tanulás képessége az egyik oka annak, hogy itt maradnak.