اكتشاف قناديل البحر المفاجئ يتحدى ما هو معروف عن التعلم والذاكرة

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات الرائعة والإنجازات العلمية والمزيد.

سي إن إن
—

توصل بحث جديد إلى أن قناديل البحر الكاريبي، وهي حيوانات تبدو وكأنها تنجرف في الحياة بلا هدف وتفتقر إلى دماغ مركزي، لا تزال لديها القدرة على التعلم والاحتفاظ بالمعلومات بسرعة.

يقلب هذا الاكتشاف الفكرة السائدة منذ فترة طويلة بأن الكائنات الحية التي لا تملك جهازًا عصبيًا مركزيًا لا يمكنها الانخراط في التعلم الترابطي، وفقًا لدراسة نُشرت يوم الجمعة في مجلة Nature Communications. علم الأحياء الحالي.

البحث – بقيادة أندرس جارمأستاذ مشارك في علم الأحياء البحرية بجامعة كوبنهاجن في الدنمارك – جزء من البحث المستمر حول سلوك قنديل البحر. معهد علم وظائف الأعضاء في جامعة كيل في ألمانيا.

وقال المؤلف الأول جون بيليكي: “لقد قمنا بمراقبة السلوك البصري وجميع أنواع التجارب، والتعلم هو تطور طبيعي”.

وقال بيليكي إنه بعد سنوات من العمل مع قناديل البحر الكاريبي المربعة، لم يفاجأ الفريق برؤية الحيوانات تتعلم، لكنه فوجئ بمدى سرعة تعلمها.

قنديل البحر الكاريبي الصندوقي، والمعروف بالاسم العلمي Tripedalia Cystophora، لديه 24 عينًا – ستة في كل من المراكز الحسية البصرية الأربعة التي تسمى rhopalia. يتعرض الجسم الجيلاتيني لقنديل البحر، والذي يُعرف باسم الجرس بسبب شكله، للإصابة بسهولة، وهو عيب محتمل أثناء تحرك المخلوق بين جذور المانغروف في منطقة البحر الكاريبي. وقال بيليكي إن السباحة في الجذر يمكن أن تسبب أضرارا يمكن أن تؤدي إلى عدوى بكتيرية والموت في نهاية المطاف.

وقال “لذلك كنا واثقين من أن هذه الحيوانات يمكن أن تتعلم لأن (تجنب جذور المنغروف) يعد عملية تعليمية مهمة بالنسبة لها إذا أرادت البقاء على قيد الحياة”.

ولاختبار قدرة الحيوانات على التعلم، قام الباحثون بتبطين الجزء الداخلي من خزان دائري بخطوط رمادية وبيضاء. تبدو الخطوط الرمادية داكنة بالنسبة لعيون قنديل البحر الـ 24 وكأنها جذر أشجار المنغروف البعيد في بيئتها الطبيعية. وفي غضون 7.5 دقيقة، لاحظ الباحثون قنديل البحر لمعرفة ما إذا كانت الحيوانات قد اصطدمت بالخطوط أو تعلمت الحفاظ على مسافة بينها.

في الدقائق القليلة الأولى، كانت قناديل البحر قريبة جدًا من الجدران أو اصطدمت بها. ولكن في غضون خمس دقائق تغير الوضع.

تلقت قنديل البحر مزيجًا من التحفيز البصري من الخطوط والتحفيز الميكانيكي من الاصطدام بالعقبات.

وقال بيليكي: “إنهم يتلقون هذه النبضات في وقت واحد ويتجنبون الموانع”. “هم لقد زاد الأداء عبر جميع المعلمات التي قمنا بقياسها لتجنب الاختناقات.

استبدل الباحثون الخطوط بحقل رمادي صلب. اصطدم قنديل البحر به مرارًا وتكرارًا.

وقال بيليكي: “لا توجد إشارة مرئية، لذا فهم لا يتعلمون أي شيء”. “لقد ظلوا يصطدمون بالأشياء ولم يستجيبوا.”

أخيرًا، أجرى الباحثون تجربة فيزيولوجية عصبية لمعرفة كيف تبعث الروباليا إشارة كهربائية تدفع الحركة النابضة، أو تقلصات السباحة، التي تدفع بها قناديل البحر نفسها عبر الماء. تزداد سرعة النبض بشكل كبير أثناء تحركهم لتجنب أي عائق.

قام العلماء بفصل وعزل روباليا عن الجرس. ولكن تم نقل المدرجات جذور المانغروف. إذن، أصبح النظام البصري لقنديل البحر ثابتًا بينما تتحرك الخطوط. هل يمكنك معرفة ما إذا كان الإعداد المرئي يجب أن يتجنب الخطوط الرمادية؟

قام العلماء بتجميع نظام يمكنه إرسال إشارة كهربائية ضعيفة إلى مراكز الحس البصري. عندما لا تقوم الروباليا بتنشيط الإشارة التي تؤدي بشكل طبيعي إلى انقباضات السباحة، لقد فعل العلماء ذلك من أجلهم. وسرعان ما بدأت روباليا في إرسال الإشارات دون أي تحفيز، حتى إلى النطاقات الرمادية الفاتحة التي توفر تباينًا ضئيلًا جدًا مع بقية البيئة.

وقال بيليكي إنهم توصلوا إلى النتائج التي توصلوا إليها لأن التجربة كانت “ذات صلة سلوكيا” بقناديل البحر. وضع الباحثون الحيوانات في موقف قد يواجهونه في البرية.

وقال “لذا فإن كلا من التحفيز البصري والتحفيز الميكانيكي (يحدثان) في بيئتهما الطبيعية”. “إنهم يعرفون ماذا يفعلون به.”

وقال الدكتور مايكل أبرامز، الباحث في قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، والذي قام بعمل مكثف على قناديل البحر والنوم، إن الدراسة قوية. ولم يشارك أبرامز في البحث الجديد.

وقال أبرامز في رسالة بالبريد الإلكتروني: “لقد ابتكر العلماء نموذجًا تجريبيًا مقنعًا للغاية لقياس التعلم الترابطي في قنديل البحر هذا. وقد تكون النتائج التي توصلوا إليها أيضًا دليلاً على بعض الذاكرة قصيرة المدى”. وأظهرت الدراسة بوضوح قدرة الحيوانات على التعلم والتكوين. وقال له يتساءل “كم من الوقت تستمر ذاكرتهم”.

أثناء دراسته للحصول على الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، عمل أبرامز على دراسة أجريت عام 2017 عن قنديل البحر المقلوب (Cassiopeia) و”حالته الشبيهة بالنوم”. الجهاز العصبي المركزي.”