Zwierzęta mogą nauczyć się różnych zachowań. Szczury uczą się unikać pokarmów, które wywołują problemy żołądkowe, kakadu uczą się otwierać pojemniki na śmieci, aby dostać się do jedzenia w środku, a trzmiele mogą nauczyć się toczyć kulki, aby zdobyć nektar. Przez długi czas naukowcy uważali, że mózg jest niezbędny do tego, by nauczyć się, jak się zachowywać, aby uzyskać coś przyjemnego lub uniknąć nieprzyjemnych konsekwencji. Ale teraz bezmózgie kostkomeduzy (zwierzęta pod wieloma względami podobne do naszych Bałtyckich meduz) udowadniają, że się mylili.
Naukowcy badali karaibską kostkomeduzę Tripedalia cystophora, która ma mniej niż centymetr długości i na wolności żyje w lagunach namorzynowych. Zwierzęta te szukają swoich ofiar między korzeniami drzew namorzynowych. Ponieważ ich ciała są miękkie i delikatne, ważne jest, aby unikały kolizji z roślinami. W tym celu używają swoich maleńkich oczu*. Aby uniknąć przeszkód, meduzy oceniają odległość od obiektów, wykorzystując kontrast między przedmiotami a otaczającą je wodą. Jednak kontrast ten zmienia się w zależności od przejrzystości wody, która może się znacznie różnić w zależności od pogody, pływów, fal lub ilości glonów glonów.
Uczenie się wydaje się więc niezbędne, aby dostosować się do tak zmieniającego się środowiska. Ale czy meduzy mogą nauczyć się omijać przeszkody, chociaż nie mają mózgu? Meduzy pudełkowe mają układ nerwowy, ale przypomina on raczej sieć rozproszoną po całym ciele, bez jednego centralnego ośrodka kontroli. Istnieją jednak cztery małe skupiska komórek nerwowych (około 1000 komórek) w pobliżu czterech narządów wzroku. Ale czy to wystarczy by się nauczyć omijać przeszkody?
Naukowcy przeprowadzili eksperymenty w okrągłych zbiornikach, których ściany mogły być pokryte różnymi wzorami. Najpierw pozwolili meduzom pływać w zbiorniku ze ścianą z czarnymi i białymi pionowymi paskami, przypominającymi korzenie drzew. W tym doświadczeniu żadna z meduz nie zderzyła się ze ścianą.
Gdy ściany miały szaro-białe paski, a zatem kontrast między paskami był niższy, początkowo meduzy nie były w stanie uniknąć ściany. Jednak w trakcie 7,5-minutowego eksperymentu znacznie się poprawiły, zmniejszając liczbę kolizji, poprzez zwiększenie liczby uników – odpływanie od ściany.
Aby się uczyć, potrzebowały informacji wizualnych. Gdy ściany były całkowicie szare (jak mętna woda), meduzy zderzały się z nimi i nie stawały się lepsze w ich unikaniu w miarę upływu czasu.
Dodatkowe eksperymenty badające aktywności komórek nerwowych wykazały, że kostkomeduzy, aby się uczyć i doskonalić manewry unikania, łączą informacje wizualne ze stymulacją mechaniczną wynikającą ze zderzeń.
Badania te pokazują, że mózg nie jest konieczny do uczenia się i zmiany własnego zachowania w zależności od warunków, a “bezmózgowiec” może nie być aż taką zniewagą, jak wcześniej sądzono.
* Kostkomeduzy mają 4 zestawy po 6 oczu. Dwoje z tych oczu są zbudowane podobnie do naszych: mają soczewkami i siatkówką i mogą tworzyć obrazy.
You can find the English version of thins post here.
Zdjęcie: Jan Bielecki, Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley (edited by Ruthven (talk)) – Jan Bielecki; Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley (June 2014). “Ocular and Extraocular Expression of Opsins in the Rhopalium of Tripedalia cystophora (Cnidaria: Cubozoa)”. PLOS ONE 9 (6). DOI:10.1371/journal.pone.0098870., CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=35741131