قناديل البحر عديمة الدماغ تظهر القدرة على التعلم

في المياه المضاءة بنور الشمس في غابات المانغروف في منطقة البحر الكاريبي، يتمايل قناديل البحر الصغيرة داخل وخارج الظل. تتميز قنديل البحر الصندوقي عن قناديل البحر الحقيقية بنظامها البصري المعقد – فالحيوانات المفترسة بحجم حبة العنب لها 24 عينًا. ولكن مثل قناديل البحر الأخرى، فهي بلا عقل، وتتحكم في أجسامها ذات الشكل المكعب من خلال شبكة موزعة من الخلايا العصبية.

هذه الشبكة أكثر تعقيدًا مما قد تعتقد. ونشر الباحثون تقريرا يوم الجمعة في مجلة الأحياء الحالية يشير إلى أن قنديل البحر الصندوقي Tripedalia Cystophora لديه القدرة على التعلم. نظرًا لأن قناديل البحر الصندوقية انجرفت منذ فترة طويلة بعيدًا عن الجزء الذي نعيش فيه من المملكة الحيوانية، فإن فهم قدراتها المعرفية يمكن أن يساعد العلماء على تتبع تطور التعلم.

الجزء الصعب من دراسة التعلم في علبة الهلام هو العثور على السلوك اليومي الذي يمكن للعلماء تدريب المخلوقات على أدائه في المختبر.

وقال أندرس جارم، عالم الأحياء بجامعة كوبنهاجن ومؤلف الورقة الجديدة، إنه قرر التركيز على الوجه السريع الذي تنشطه علب الهلام عندما تهاجم جذر المانغروف. ترتفع هذه الجذور عبر الماء مثل الأبراج السوداء، بينما تتضاءل المياه المحيطة بها بالمقارنة. لكن الفرق بين الاثنين يمكن أن يتغير من يوم لآخر، حيث أن السحب الرسوبية تجعل من الصعب معرفة مدى تباعد الجذر. كيف يمكن لعلب الهلام أن تخبرنا عندما تكون قريبة جدًا؟

وقال الدكتور جارم: “الفرضية هي أنه يتعين عليهم تعلم ذلك”. “عندما يعودون إلى هذه الموائل، يحتاجون إلى معرفة نوعية المياه اليوم؟ كيف يتغير التباين اليوم؟”

في المختبر، أنشأ الباحثون صورًا لخطوط داكنة وخفيفة تمثل جذور المنغروف والماء، واستخدموها لتخطيط دلاء بعرض ستة بوصات. في حين أن الخطوط باللونين الأسود والأبيض، تشير إلى الوضوح الأمثل للمياه، إلا أن علب الهلام لا تقترب أبدًا من جدران الدلو. ومع ذلك، مع اختلاف أقل بين السطور، بدأ صندوق الهلام يصطدم بهم على الفور. هذه هي فرصة العلماء لمعرفة ما إذا كانوا سيتعلمون.

بعد عدة مواجهات، غيرت علبة الهلام سلوكها. وفي غضون ثماني دقائق من دخولهم الدلو، كانوا يسبحون بعيدًا عن الجدران بنسبة 50 بالمائة، وتضاعف عدد المرات التي قاموا فيها بمناوراتهم على الوجه إلى الأسفل أربع مرات تقريبًا. يبدو أنهم يربطون بين الخطوط أمامهم والشعور بالصراع.

وللمضي قدمًا، قام الباحثون بإزالة الخلايا العصبية البصرية من قنديل البحر الصندوقي وفحصوها في طبق. عُرضت على الخلايا صورًا مخططة عندما تلقت نبضًا كهربائيًا صغيرًا للإشارة إلى حدوث تصادم. وفي غضون خمس دقائق تقريبًا، بدأت الخلايا في إرسال إشارة من شأنها أن تؤدي إلى إبعاد صندوق كامل من قناديل البحر.

وقال جان بيليكي، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد علم وظائف الأعضاء بجامعة كيل في ألمانيا ومؤلف الدراسة: “إنه لأمر مدهش أن نرى مدى سرعة تعلمهم”.

ووصف الباحثون غير المشاركين في الدراسة النتائج بأنها خطوة مهمة إلى الأمام في فهم أصول التعلم. وقال كين تشينج، الأستاذ بجامعة ماكواري في سيدني بأستراليا، الذي يدرس الحيوانات، ومجموعة تضم شقائق النعمان البحرية والهيدرا وقناديل البحر: “هذه هي المرة الثالثة التي يتم فيها إثبات التعلم الترابطي بشكل قاطع لدى الكائنات المجوفة”. “إنه عرض ممتاز ومليء بالبيانات الفسيولوجية.”

وقال مايكل أبرامز، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الذي يدرس علم الأعصاب الخاص بنوم قنديل البحر، إن النتائج تشير أيضًا إلى أن قنديل البحر الصندوقي لديه ذاكرة قصيرة المدى لأنه يمكنه تغيير سلوكه بناءً على التجارب السابقة. يتساءل كم من الوقت يتذكر آل بيتي جيل ما تعلموه. وإذا أخرجوا من الحوض لمدة ساعة ثم عادوا إليه، فهل يجب عليهم أن يتعلموا ما يجب عليهم فعله مرة أخرى؟

في العمل المستقبلي، يأمل الباحثون في تحديد الخلايا المحددة التي تتحكم في قدرة قنديل البحر الصندوقي على التعلم من التجربة. دكتور. يهتم جارم وزملاؤه بالتغيرات الجزيئية التي تحدث في هذه الخلايا عندما تقوم الحيوانات بدمج معلومات جديدة في سلوكها.

ويتساءلون عما إذا كانت القدرة على التعلم عالمية بين الخلايا العصبية، حتى لو كانت مجرد جزء واحد من الدماغ. وهذا قد يفسر استمرارهم الغريب في شجرة الحياة.

وقال الدكتور جارم: “إن أجهزة الأعضاء تظهر وتختفي دائمًا”. “لكن الأجهزة العصبية، إذا كانت موجودة، فإنها نادراً ما تختفي مرة أخرى.”

قد تكون القدرة على التعلم أحد أسباب بقائهم هنا.