Egy meglepő medúza megkérdőjelezi a tanulásról és a memóriáról ismerteket

Iratkozzon fel a CNN Wonder Theory tudományos hírlevelére. Fedezze fel az univerzumot lenyűgöző felfedezésekről, tudományos eredményekről és egyebekről szóló hírek segítségével.

CNN
—

Egy új tanulmány kimutatta, hogy a karibi medúzák, amelyek úgy tűnik, hogy céltalanul lebegnek az életben, és nincs központi agyuk, még mindig képesek gyorsan tanulni és megőrizni az információkat.

A felfedezés felborítja azt a régóta fennálló elképzelést, miszerint az organizmusok nem tudnak részt venni az asszociatív tanulásban központi idegrendszer nélkül – derül ki a folyóiratban pénteken megjelent tanulmányból. Jelenlegi biológia.

Tanulmány által vezetett Anders Jarma dániai Koppenhágai Egyetem tengerbiológiai docense – a medúzák óceánon kívüli viselkedését vizsgáló, folyamatban lévő kutatás része. A Keele Egyetem Élettani Intézete Németországban.

„Megvizsgáltuk a vizuális viselkedést és mindenféle tapasztalatot, és a tanulás csak egy természetes előrehaladás” – mondta az első szerző, Jan Bilecki, a Kiele Egyetem vizuális neuroetikából származó posztdoktori munkatársa.

Miután évekig dolgoztak a karibi medúzákkal, a csapat nem döbbent rá, hogy az állatok képesek tanulni, de „meglepő volt, milyen gyorsan tanultak” – mondta Bilecki.

A Tripedalia Cystophora tudományos néven is ismert karibi medúzának 24 szeme van – hat a négy rhopalia nevű vizuális szenzoros központban. A formája miatt harangként ismert medúza kocsonyás teste könnyen megsérül, ami egy lehetséges hátrány, amikor a lény mangrove gyökerei között mozog a Karib-térségben. A gyökérbe úszás olyan károsodást okozhat, amely bakteriális fertőzéshez és végül halálhoz vezet, mondta Bilecki.

„Tehát egészen biztosak voltunk abban, hogy ezek az állatok képesek tanulni, mert (a mangrove gyökereinek elkerülése) döntő tanulási folyamat számukra, ha túl akarnak élni” – mondta.

Az állatok tanulási képességének tesztelésére a kutatók egy kör alakú tartály belsejét szürke és fehér csíkokkal bélelték ki. A medúza 24 szemének szürke vonalai olyan sötétnek tűnnek, mint egy távoli mangrove gyökér természetes élőhelyükön. A kutatók 7,5 perc alatt figyelték a medúzákat, hogy lássák, ütköznek-e az állatok a vonalakkal, vagy megtanulták-e a távolságot tartani.

Az első néhány percben a medúza a falak közelében úszott vagy nekiütközött. De öt percen belül megváltozott a helyzet.

A medúza vizuális stimulációt kapott a vonalakból és mechanikus stimulációt az akadályokba ütközéskor.

„Megtanulták, hogy ezeket az ingereket egyszerre kapják (és) elkerülik az akadályokat” – mondta Bilecki. „ők A szűk keresztmetszetek elkerülése érdekében megnövekedett teljesítmény az összes mért kritériumban.

A kutatók ezután a vonalakat tömör szürke mezőre cserélték. A medúza újra és újra eltalálta.

„Nem volt vizuális jelzés, így nem tanultak semmit” – mondta Bilecki. „Folyamatosan beleütköztek a dolgokba, és nem reagáltak.”

Végül a kutatók végeztek egy neurofiziológiai kísérletet, amelynek középpontjában az állt, hogy a rupalia hogyan ad olyan elektromos jelet, amely a pulzáló mozgást vagy az úszásösszehúzódásokat váltja ki, amelyekkel a medúza átjut a vízen. Impulzussebességük drámaian megnő, ahogy mozognak, hogy elkerüljenek minden akadályt.

A tudósok úgy izolálták a rupáliát, hogy elválasztották a harangtól. De a mangrove gyökér helyettesítőit áthelyezték. Így a medúza látómechanizmusa állandó maradt, miközben a vonalak mozogtak. Megtanulhatja-e a vizuális rendszer, hogy kerülnie kell a szürke vonalakat?

A tudósok olyan rendszert kapcsoltak össze, amely gyenge elektromos jelet küld a vizuális szenzoros központoknak. Amikor a robalia nem aktiválta azt a jelet, amely normál esetben úszásösszehúzódásokat serkentene, A tudósok megtették helyettük. Hamarosan a rupáliák minden felszólítás nélkül elkezdték továbbítani a jelet, még a világosszürke sávok esetében is, amelyek sokkal kisebb kontrasztot adtak a környezet többi részéhez képest.

Bilecki azt mondta, hogy azért érték el eredményeiket, mert a kísérlet „viselkedési szempontból releváns” volt a medúzák esetében. A kutatók olyan helyzetbe hozták az állatokat, mint amilyennel a vadonban találkoznának.

„Tehát a vizuális stimuláció és a mechanikai stimuláció olyan dolog, ami természetes környezetükben fordul elő” – mondta. – Pontosan tudják, mit kell ezzel kezdeni.

Dr. Michael Abrams, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem Molekuláris és Sejtbiológiai Tanszékének kutatója, aki kiterjedt munkát végzett a medúzákkal és az alvással kapcsolatban, azt mondta, hogy a tanulmány robusztus volt. Abrams nem vett részt az új kutatásban.

„A tudósok egy nagyon meggyőző kísérleti modellt hoztak létre az asszociatív tanulás mérésére ebben a dobozmedúzában. Eredményeik a rövid távú memória bizonyos fokú bizonyítékai is lehetnek” – mondta Abrams egy e-mailben. Hozzátette, hogy a tanulmány egyértelműen bebizonyította az állat képességeit. tanulni, Ami elgondolkodtatta: „Meddig fog tartani az emlékezete?”

A Caltech doktori fokozatának megszerzése közben Abrams a fejjel lefelé fordított medúza (Cassiopea) és „alvásszerű állapotának” 2017-es vizsgálatán dolgozott, amely „korábban szintén csak központi idegrendszerű állatoknál tapasztalható viselkedésnek számított”.