Beyinsiz denizanası öğrenme yeteneğini gösteriyor

Karayiplerin mangrov ormanlarının güneşli sularında, küçük denizanası gölgenin içinde ve dışına sallanır. Kutu denizanası, gerçek denizanasından kısmen karmaşık görsel sistemleriyle ayrılır; üzüm büyüklüğündeki avcıların 24 gözü vardır. Ancak diğer denizanası gibi, akılsızdırlar, küp şekilli cisimlerini dağıtılmış bir nöron ağı aracılığıyla kontrol ederler.

Bu ağın sandığınızdan daha karmaşık olduğu ortaya çıktı. Cuma günü, araştırmacılar bir rapor yayınladı Güncel Biyoloji dergisinde Bu da Tripedalia Cystophora türü kutu denizanasının öğrenme yeteneğine sahip olduğunu gösteriyor. Kutu denizanası, hayvanlar aleminin bizim tarafımızdan uzun zaman önce ayrıldığından, onların bilişsel yeteneklerini anlamak, bilim adamlarının öğrenmenin evrimini takip etmelerine yardımcı olabilir.

Jöle kutusunda öğrenmeyi araştırmanın zor kısmı, bilim adamlarının yaratıkları laboratuvarda gerçekleştirmeleri için eğitebilecekleri günlük bir davranış bulmaktı.

Kopenhag Üniversitesi’nden biyolog ve yeni makalenin yazarı Anders Jarm, ekibinin jöle kavanozlarının mangrov köküne çarpmak üzereyken yaptıkları hızlı dönüşe odaklanmaya karar verdiğini söyledi. Bu kökler suyun içinde kara kuleler gibi yükselirken, onları çevreleyen su onun yanında solgunlaşır. Ancak, silt suyu bloke ettiği ve kökünün ne kadar uzak olduğunu söylemeyi zorlaştırdığı için ikisi arasındaki tutarsızlık günden güne değişebilir. Jel paketleri çok yaklaştığımızda bize nasıl söyleyebilir?

Dr. Jarm, “Hipotez, bunu öğrenmeleri gerektiği yönündeydi” dedi. “Bu yaşam alanlarına döndüklerinde şunu öğrenmeleri gerekiyor: ‘Bugün su kalitesi nasıl? Değişkenlik bugün nasıl değişiyor?’

Laboratuvarda araştırmacılar, mangrov köklerini ve suyu temsil eden koyu ve açık çizgilerin dönüşümlü görüntülerini ürettiler ve bunları yaklaşık on beş inç genişliğindeki kovaların içlerini hizalamak için kullandılar. Çizgiler, optimal su berraklığını temsil eden siyah beyaz olduğunda, jel paketi asla kovanın duvarlarına yaklaşmadı. Ancak çizgiler arasındaki kontrast azaldıkça jel paketleri hemen onlara çarpmaya başladı. Bu, bilim adamlarının öğrenip öğrenemeyeceklerini görme şansıydı.

Birkaç çarpışmadan sonra, jöle kutuları davranışlarını değiştirdi. Kovaya ulaştıktan sekiz dakikadan kısa bir süre sonra, duvarlardaki desenden yüzde 50 uzaklaşmışlardı ve takla manevrasını yapma sayıları neredeyse dört katına çıkmıştı. Önlerindeki çizgileri çarpışma hissi ile ilişkilendiriyor gibi görünüyorlar.

Araştırmacılar ilerleyen süreçte kutu denizanasındaki görsel nöronları çıkardılar ve bunları bir tabakta incelediler. Hücrelere çarpışmayı temsil eden küçük bir elektrik darbesi alırken şerit görüntüleri gösterildi. Yaklaşık beş dakika içinde hücreler, kutu denizanasının tamamının dönmesine neden olacak sinyali göndermeye başladı.

Almanya’daki Kiel Üniversitesi Fizyoloji Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı olan ve aynı zamanda çalışmanın da yazarı olan Jan Bielecki, “Ne kadar hızlı öğrendiklerini görmek şaşırtıcı” dedi.

Çalışmaya dahil olmayan araştırmacılar, sonuçları öğrenmenin kökenlerini anlamada önemli bir adım olarak tanımladılar. Avustralya’nın Sidney kentindeki Macquarie Üniversitesi’nde hayvanlar üzerinde çalışan profesör Ken Cheng, “Bu, deniz anemonlarını, hidraları ve denizanasını içeren bir grup, cnidarians’ta ilişkisel öğrenmenin ikna edici bir şekilde kanıtlandığı üçüncü seferdir” dedi. “Bu, fizyolojik verilerle dolu en şaşırtıcı ekran.”

Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde denizanası uykusunun sinir bilimi üzerine çalışan doktora sonrası araştırmacı Michael Abrams, bulgular aynı zamanda kutu denizanasının bir miktar kısa süreli hafızaya sahip olduğunu, çünkü önceki deneyimlere dayanarak davranışlarını değiştirebildiklerini öne sürüyor. Jöle kutusunun ne öğrendiklerini hatırladığını merak ediyor. Bir saat tanktan çıkarılırlar ve sonra geri koyarlarsa, tekrar ne yapacağını öğrenmek zorundalar mı?

Gelecekteki çalışmalarda, araştırmacılar denizanasının deneyimden öğrenme yeteneğini kontrol eden belirli hücreleri tanımlamayı umuyorlar. Dr. Jarm ve meslektaşları, hayvanlar yeni bilgileri davranışlarına entegre ettiğinde bu hücrelerde meydana gelen moleküler değişiklikleri merak ediyorlar.

Ayrıca, beynin bir parçası olup olmadıklarına bakılmaksızın, öğrenme yeteneğinin nöronlar arasında evrensel olup olmadığını da merak ediyorlar. Bu, hayat ağacındaki garip kalıcılığını açıklayabilir.

Jarm, “Her zaman gelen ve giden organ sistemleri var” dedi. “Ama sinir sistemleri – bir kez orada, nadiren tekrar giderler.”

Belki de öğrenme yeteneği burada kalmalarının nedenlerinden biridir.