Медузите могат да учат без мозък. Това означава, че има заложен клетъчен механизъм от зората на еволюцията

Ваня Милева Последна промяна на 25 септември 2023 в 00:00 2587 0

Tripedalia cystophora

Кредит Wikimedia Commons/Jan Bielecki, Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley

Tripedalia cystophora

Учените се опитват да обучат медузи, за да установят дали ученето изисква мозък. Но резултатите показват, че дори същества с оскъдно количество неврони могат да осъзнаят в каква околната среда се намират и да адаптират поведението си въз основа на опита си.

Невробиологът Ян Биелецки (Jan Bielecki) от Университета в Кил, Германия, и първи автор на изследването, заявява, че този експеримент подчертава значението на обучението в нервните системи.

Невероятната нервна система на Tripedalia cystophora

В неотдавнашна статия, озаглавена "Асоциативно учене при кубомедузата Tripedalia cystophora" (Associative learning in the box jellyfish Tripedalia cystophora), публикувана в Current Biology, изследователите твърдят, че малката (около 1 см) карибска кубомедуза може да придобива знания чрез опит, въпреки че има само 1000 активни неврона в даден момент и няма централен мозък.

Но какъв тип нервна система има тя?

Например октоподите се справят отлично без централизиран мозък, разчитайки на мрежа от приблизително половин милиард неврона, разпръснати из пипалата им, за да решават проблеми. Дори невзрачният морски охлюв Aplysia californica е демонстрирал впечатляващи способности за обучение само с 20 000 нервни клетки.

Карибска кубомедуза. Черните точки, вградени ниско върху звънеца, са зрителният сензорен център на животното (отговарящ и за обучението), наречен ропалия. Кредит: Jan Bielecki

Що се отнася до медузите, T. cystophora, нервната система на кубомедузите всъщност "е по-развита от тази на много други медузи. Те притежават нервен пръстен около основата на чадъра, който координира техните пулсиращи движения; особеност срещана никъде другаде освен при корономедуза. Докато някои други медузи имат прости пигментни чашки ocelli. Кубомедузите са уникални с притежаването на истински очи, имащи ретина, роговица и лещи. Очите им са разположени на всяка от четирите страни на чадърчето им в групи, наречени ропалии (rhopalia),. Това им дава възможност да виждат конкретни точки от светлината, а не просто да се прави разлика между светлината и мрак. Освен тях кубомедузите имат и по-просто устроени „очи“, общо имат 24 „очи“" и приблизително хиляда фоторецептора. Тези нерви служат както за сензорни системи, така и за интеграционни центрове, което позволява на кубомедузата да се ориентира през гъстите мангрови коренови гори в преследване на плячка.

За да проверят дали такава проста система на медузите може да се учи, Биелецки и екипът му поставят възрастни T. cystophora в кръгъл аквариум със стени на сиви ивици, имитиращи външния вид на отдалечени корени на мангрови гори. Първоначално медузите се блъскат в стената без колебание.

По време на 7,5-минутния опит обаче те бързо коригират поведението си, като обикалят средно четири пъти по-често и увеличават разстоянието си от стената наполовина.

Тази бърза способност за обучение изненадва учените, показвайки, че дори най-простите нервни системи са способни на развито обучение. Това откритие предполага наличието на фундаментален клетъчен механизъм, който може да е възникнал в зората на еволюцията на нервната система.

Проверка на интелигентността им

При един експеримент учените поставят медузите в аквариуми с различни нива на визуален контраст: черно-бели ивици с висок контраст, наподобяващи близките корени на дърветата, сиво-бели ивици със среден контраст, създаващи илюзията за далечни корени, и обикновени сиви ивици без контраст.

Медузите в аквариумите с висок контраст се придвижват успешно, без да се сблъскват със стените, тъй като силният контраст им помага да избягват сблъсъци. Въпреки това те не се научават да избягват изцяло стените поради липсата на опит в сблъсъците. Медузите в обикновените сиви резервоари също продължават да се сблъскват със стените по време на експеримента.

(A) Кубомедуза и роталия отблизо (B). Кредит: Bielecki etal., PLOS ONE, 2014

Забележително е, че само медузите в резервоарите със сиви и бели райета демонстрират усвояване на информация, асоциирайки раирания декор с риск от сблъсък. Първоначално те се блъскат в стените, но в края на 7,5-минутния опит успешно избягват стените. Това, което изненадва изследователите, е бързината на обучението им, при което медузите асоциират райетата с риска само след три до пет сблъсъка.

Въпреки че експериментът хвърля светлина върху способността на медузите да се учат, някои учени предлагат допълнителни тестове, за да се разбере степента на техните способности за обучение, като например изследване на процеса на угасване и дългосрочната памет на асоциациите.

Въпреки това изследването подчертава как прости организми като медузите могат да разкрият фундаментални невронни процеси и оспорва схващането, че за ученето са необходими сложни мозъчни структури, насърчавайки по-широко изследване на способността за обучение в цялото животинско царство, дори при по-прости организми и отделни клетки.

Справка: Associative learning in the box jellyfish Tripedalia cystophora
Jan Bielecki, Sofie Katrine Dam Nielsen, Gösta Nachman, Anders Garm; Current Biology,
Published:September 22, 2023 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.08.056 

Източник:

This Jellyfish Can Remember The Past… Even Without a Brain, ScienceAlert

Кубомедузи, wikipedia

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !