Коробчатые медузы (кубомедузы) отличаются сложной зрительной системой: у этих хищниц размером с виноградину 24 глаза. Но, как и другие медузы, они лишены мозга и управляют своим телом кубической формы с помощью распределенной сети нейронов. Эта сеть оказалась сложнее, чем предполагалось, пишет The New York Times со ссылкой на доклад, опубликованный в журнале Current Biology.
Выяснилось, что медузы вида Tripedalia cystophora обладают способностью к обучению. Понимание их когнитивных способностей может помочь ученым проследить эволюцию обучения.
Сложность изучения способности к обучению у коробчатых медуз заключалась в том, чтобы найти повседневное поведение, которому ученые могли бы обучить этих существ в лабораторных условиях.
Андерс Гарм, биолог из Копенгагенского университета, говорит, что его команда решила сосредоточиться на быстром развороте, который ястычная железа совершает, когда есть опасность удариться о корень мангрового дерева. Эти корни возвышаются над водой как черные башни, а вода вокруг них кажется бледной. Но контраст между ними может меняться изо дня в день, поскольку ил замутняет воду и затрудняет определение расстояния до корней. Как же коробчатые медузы определяют, что они подошли слишком близко?
"Гипотеза заключалась в том, что они должны научиться этому, в частности оценивать качество воды и цветовой контраст", - сказал Гарм.
Создав в лаборатории иллюзию мангровых деревьев в аквариуме, ученые обнаружили, что после нескольких столкновений медузы начали избегать препятствия. Менее чем через восемь минут после попадания в ведро они стали плавать на 50% дальше от рисунка на стенках и почти в четыре раза чаще совершать маневр разворота.
Далее исследователи извлекли из медузы зрительные нейроны и изучили их в чашке. Клеткам показывали полосатые изображения и одновременно подавали небольшой электрический импульс, символизирующий столкновение. Примерно через пять минут клетки начали посылать сигнал, который заставил бы целую коробчатую медузу повернуться.
"Удивительно, как быстро они учатся", - сказал Ян Билецки, постдокторский исследователь из Института физиологии Кильского университета в Германии, также являющийся автором статьи.
Ученые, не принимавшие участия в исследовании, назвали полученные результаты значительным шагом вперед в понимании истоков обучения. По словам Кена Ченга, профессора Университета Маккуори в Сиднее (Австралия), изучающего этих животных, "это всего лишь третий случай, когда ассоциативное обучение было убедительно продемонстрировано у книдарий (группы, в которую входят морские анемоны, гидры и медузы). И это - самая крутая демонстрация, дополненная физиологическими данными".
Полученные результаты также позволяют предположить, что медузы обладают некоторым уровнем кратковременной памяти, поскольку они могут менять свое поведение, основываясь на прошлом опыте, говорит Майкл Абрамс, постдокторский исследователь из Калифорнийского университета в Беркли, изучающий нейробиологию сна медуз.
В дальнейшей работе исследователи надеются определить, какие именно клетки контролируют способность медузы к обучению на основе накопленного опыта. Доктора Гарма и его коллег интересуют молекулярные изменения, происходящие в этих клетках по мере того, как животные внедряют новую информацию в свое поведение.
Их также интересует, является ли способность к обучению универсальной для нервных клеток, независимо от того, являются ли они частью мозга. Это могло бы объяснить их необычную устойчивость на древе жизни.
Ранее мы писали о том, что некоторые медузы теоретически могут жить вечно. По крайней мере, ряд ученых так считает на данный момент.