Οι μέδουσες της Καραϊβικής, που φαίνεται σαν να επιπλέουν άσκοπα και να μην έχουν κεντρικό εγκέφαλο, έχουν την ικανότητα να μαθαίνουν γρήγορα και να διατηρούν πληροφορίες.
Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Παρασκευή στο περιοδικό Current Biology, αυτό το εύρημα ανατρέπει μια μακροχρόνια ιδέα ότι οι οργανισμοί δεν μπορούν να συμμετάσχουν στη συνειρμική μάθηση χωρίς ένα κεντρικό νευρικό σύστημα. Η μελέτη, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Θαλάσσιας Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης στη Δανία, Anders Garm, αποτελεί μέρος της συνεχιζόμενης έρευνας σχετικά με τη συμπεριφορά των μεδουσών από το Ινστιτούτο Φυσιολογίας του Πανεπιστημίου του Κιέλου στη Γερμανία.
«Εξετάζουμε την οπτική συμπεριφορά και όλα τα είδη των πειραμάτων. Η μάθηση είναι απλώς μια φυσική εξέλιξη», τόνισε ο Jan Bielecki, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στην οπτική νευροαιθολογία στο Κίελο.
Έπειτα από χρόνια «συνεργασίας» με τις μέδουσες της Καραϊβικής, η ομάδα δεν σοκαρίστηκε όταν ανακάλυψε ότι τα ζώα μπορούν να μάθουν, αλλά «ήταν έκπληξη το πόσο γρήγορα μαθαίνουν», τόνισε ο Bielecki.
Οι κυβομέδουσες της Καραϊβικής, που είναι γνωστές με το επιστημονικό όνομα «Tripedalia cystophora», έχουν 24 μάτια, έξι σε καθένα από τα τέσσερα οπτικά αισθητήρια κέντρα που ονομάζονται rhopalia.
Το ζελατινώδες σώμα των μεδουσών, γνωστό ως καμπάνα λόγω του σχήματός του, μελανιάζει εύκολα – ένα πιθανό μειονέκτημα καθώς το πλάσμα κινείται ανάμεσα στις ρίζες των μαγκρόβιων στην Καραϊβική. Η επαφή με μια τέτοια ρίζα θα μπορούσε να προκαλέσει βλάβη που οδηγεί σε βακτηριακή μόλυνση και τελικά θάνατο, είπε ο Bielecki.
«Επομένως, ήμασταν απολύτως βέβαιοι ότι αυτά τα ζώα μπορούσαν να μάθουν επειδή η αποφυγή των ριζών είναι μια κρίσιμη διαδικασία μάθησης για να επιβιώσουν», συμπλήρωσε.
Πώς μαθαίνουν οι μέδουσες
Για να δοκιμάσουν την ικανότητα των μεδουσών να μαθαίνουν, οι ερευνητές έβαλαν γκρι και λευκές ρίγες στο εσωτερικό μιας στρογγυλής δεξαμενής. Οι γκρίζες ρίγες φαίνονται στα 24 μάτια της μέδουσας τόσο σκοτεινές όσο μια ρίζα μαγκρόβιου, που υπάρχουν στο φυσικό τους περιβάλλον. Σε διάστημα 7,5 λεπτών, οι ερευνητές παρατήρησαν τις μέδουσες προκειμένου να δουν αν αυτές έπεφταν πάνω στις ρίγες ή έμαθαν να κρατούν απόσταση.
Στα πρώτα λεπτά, οι μέδουσες κολύμπησαν αρκετά κοντά στις ρίγες ή έπεφταν στους τοίχους της δεξαμενής. Όμως μέσα σε πέντε λεπτά, τα πράγματα άλλαξαν. Οι μέδουσες δέχτηκαν ένα συνδυασμό οπτικής διέγερσης από τις ρίγες και μηχανικής διέγερσης από την πρόσκρουση στα εμπόδια.
«Έμαθαν από τα τα ερεθίσματα αυτά και απέφυγαν τα εμπόδια. Αύξησαν την απόδοσή του σε όλες τις παραμέτρους που μετρήσαμε για την αποφυγή εμποδίων» συμπλήρωσε ο Bielecki.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές αντικατέστησαν τις ρίγες με ένα συμπαγές γκρι πεδίο. Οι μέδουσες έπεφταν πάνω του ξανά και ξανά. «Δεν υπήρχε οπτική ένδειξη, επομένως δεν μπορούσαν να μάθουν. Απλώς συνέχισαν να προσκρούουν σε πράγματα και να μην ανταποκρίνονται».
Τέλος, οι ερευνητές διεξήγαγαν ένα νευροφυσιολογικό πείραμα που χτίστηκε γύρω από το πώς τα οπτικά αισθητήρια κέντρα (rhopalia) εκπέμπουν ένα ηλεκτρικό σήμα που οδηγεί την παλμική κίνηση ή τις συσπάσεις της κολύμβησης που κάνουν οι μέδουσες για να προωθηθούν μέσα στο νερό. Η ταχύτητα του παλμού αυξάνεται δραματικά καθώς κινούνται για να αποφύγουν κάποιο εμπόδιο.
Οι επιστήμονες απομόνωσαν τα οπτικά αισθητήρια κέντρα (rhopalia) αποκόπτοντάς τα από την καμπάνα. Επίσης οι «ρίζες μαγκροβίων» μετακινήθηκαν. Έτσι τώρα ο μηχανισμός όρασης της μέδουσας ήταν ακίνητος ενώ οι γραμμές κινούνταν. Θα μπορούσε το οπτικό σύστημα να μάθει ότι πρέπει να αποφεύγει τις γκρίζες γραμμές;
Οι επιστήμονες συνέδεσαν ένα σύστημα που θα μπορούσε να στείλει ένα αδύναμο ηλεκτρικό σήμα στα οπτικά αισθητήρια κέντρα. Όταν αυτά δεν ενεργοποίησαν φυσικά το σήμα που θα διεγείρει τις συσπάσεις της κολύμβησης, οι επιστήμονες το έκαναν για αυτά. Σύντομα τα οπτικά αισθητήρια κέντρα άρχισαν να στέλνουν το σήμα χωρίς καμία προτροπή, ακόμη και για τις πιο ανοιχτόχρωμες γκρι ράβδους που παρείχαν πολύ λιγότερη αντίθεση με το υπόλοιπο περιβάλλον.
Ο Bielecki είπε ότι πέτυχαν τα ευρήματά τους επειδή το πείραμα ήταν «σχετικό με τη συμπεριφορά» για τις μέδουσες. Οι ερευνητές έβαλαν τα ζώα σε μια κατάσταση παρόμοια με κάτι που θα βίωναν στην φύση. «Έτσι, τόσο η οπτική διέγερση όσο και η μηχανική διέγερση είναι κάτι που (συμβαίνει) στο φυσικό τους περιβάλλον», είπε. «Ξέρουν ακριβώς τι να κάνουν με αυτό».
«Η μελέτη ήταν ισχυρή», είπε ο Δρ Μάικλ Άμπραμς, ερευνητής στο Τμήμα Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, ο οποίος έχει κάνει εκτεταμένη εργασία για τις μέδουσες και τον ύπνο, αλλά δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα.
«Οι επιστήμονες επινόησαν ένα πολύ πειστικό πειραματικό παράδειγμα για να ποσοτικοποιήσουν τη συνειρμική μάθηση στις κυβομέδουσες. Τα ευρήματά τους μπορεί επίσης να είναι απόδειξη κάποιας ποσότητας βραχυπρόθεσμης μνήμης», πρόσθεσε ο Abrams, τονίζοντας παράλληλα ότι η μελέτη έδειξε ξεκάθαρα την ικανότητα των μεδουσών να μαθαίνουν. «Πόσο διαρκεί η μνήμη τους» αναρωτιέται .
