Чем они вообще думают: оказалось, что медузы могут обучаться, не имея мозга
Признак развитой нервной системы — это способность изменять поведение в результате опыта, то есть запоминать и учиться. Исследовательская группа, возглавляемая Яном Белецки из Кильского университета и Андерсом Гармом из Копенгагенского университета, решила проверить эту способность на коробчатых медузах. Результаты и выводы они опубликовали в журнале Current Biology.
После более чем 500 млн лет существования на Земле медузы доказали, что достигли огромного эволюционного успеха. Однако о них всегда думали, как об очень простых существах, причём во всех смыслах. Преобладающее мнение заключалось в том, что более развитая нервная система приравнивается к более высокому потенциалу обучения у животных. А медузы и их родственники, известные под общим названием стрекающие или книдарии, считаются самыми ранними животными, у которых развилась нервная система, причём близкая к минимальной.
Когда-то думали, что медузы могут управлять только простейшими формами обучения, включая привыкание к определённой стимуляции, такой как повторяющийся звук или прикосновения, рассказал Гарм.
— Андерс Гарм, профессор биологического факультета Копенгагенского университета.
Учёные изучали карибскую коробчатую медузу Tripedalia cystophora. Это медузки размером с ноготь, обитающие в карибских мангровых болотах. В своей среде они используют впечатляющую зрительную систему из 24 глаз, чтобы охотиться на крошечных веслоногих рачков-копепод среди корней мангровых деревьев. Хотя паутина корней хороша как охотничье угодье, она также является опасным местом для мягкотелых желеобразных существ.
Когда маленькие коробчатые медузы приближаются к корням мангровых деревьев, они поворачивают и уплывают. Если они повёрнут слишком рано, у них не будет улова. Но если они увильнут от корней слишком поздно, то рискуют наткнуться на них и повредить свои нежные тела. Таким образом, оценка расстояния для них имеет решающее значение. И здесь, как обнаружили исследователи, ключевым фактором является контраст.
Эксперименты показали, что контрастность корней на фоне воды медузы используют для оценки расстояния до опасности, что позволяет им уплыть в нужный момент. Ещё интереснее тот факт, что взаимосвязь между расстоянием и контрастом меняется ежедневно из-за дождевой воды, водорослей и воздействия волн, уточнил Андерс Гарм.
Биологи могли видеть, что с началом каждого нового дня охоты коробчатые медузы извлекают уроки из увиденного, сочетая визуальные впечатления и ощущения от неудачных манёвров. Итак, несмотря на то, что у них всего лишь тысяча нервных клеток — а в человеческом мозге их примерно 100 миллиардов, — они могут соединять временные схождения различных впечатлений и усваивать связь. И это как раз то, что наука называет ассоциативным обучением.
Поведенческие эксперименты показали, что трёх-пяти неудачных манёвров уклонения достаточно, чтобы медузы больше не попадали на корни. А это означает, что медузы в подводных зарослях учатся примерно так же быстро, как продвинутые животные, например плодовые мушки и мыши.
Выводы дополнительно подтверждали с помощью электрофизиологии и классических экспериментов по изменению условий, которые также показали, что в нервной системе медузы происходило обучение.
Итак, карибская коробчатая медуза может обучаться на гораздо более сложном уровне, чем наука считала ранее. Открытие меняет фундаментальное понимание мозга и может пролить свет на наш собственный мыслящий орган.
Если учёные точно определят все механизмы обучении у медуз, то смогут затем выяснить, применимо ли это только к стрекающим или же подобное можно обнаружить у всех животных.
После более чем 500 млн лет существования на Земле медузы доказали, что достигли огромного эволюционного успеха. Однако о них всегда думали, как об очень простых существах, причём во всех смыслах. Преобладающее мнение заключалось в том, что более развитая нервная система приравнивается к более высокому потенциалу обучения у животных. А медузы и их родственники, известные под общим названием стрекающие или книдарии, считаются самыми ранними животными, у которых развилась нервная система, причём близкая к минимальной.
Когда-то думали, что медузы могут управлять только простейшими формами обучения, включая привыкание к определённой стимуляции, такой как повторяющийся звук или прикосновения, рассказал Гарм.
Теперь мы видим, что медузы обладают гораздо более совершенной способностью к обучению и что они действительно могут учиться на своих ошибках. И при этом изменяют своё поведение
— Андерс Гарм, профессор биологического факультета Копенгагенского университета.
Учёные изучали карибскую коробчатую медузу Tripedalia cystophora. Это медузки размером с ноготь, обитающие в карибских мангровых болотах. В своей среде они используют впечатляющую зрительную систему из 24 глаз, чтобы охотиться на крошечных веслоногих рачков-копепод среди корней мангровых деревьев. Хотя паутина корней хороша как охотничье угодье, она также является опасным местом для мягкотелых желеобразных существ.
Когда маленькие коробчатые медузы приближаются к корням мангровых деревьев, они поворачивают и уплывают. Если они повёрнут слишком рано, у них не будет улова. Но если они увильнут от корней слишком поздно, то рискуют наткнуться на них и повредить свои нежные тела. Таким образом, оценка расстояния для них имеет решающее значение. И здесь, как обнаружили исследователи, ключевым фактором является контраст.
Эксперименты показали, что контрастность корней на фоне воды медузы используют для оценки расстояния до опасности, что позволяет им уплыть в нужный момент. Ещё интереснее тот факт, что взаимосвязь между расстоянием и контрастом меняется ежедневно из-за дождевой воды, водорослей и воздействия волн, уточнил Андерс Гарм.
Биологи могли видеть, что с началом каждого нового дня охоты коробчатые медузы извлекают уроки из увиденного, сочетая визуальные впечатления и ощущения от неудачных манёвров. Итак, несмотря на то, что у них всего лишь тысяча нервных клеток — а в человеческом мозге их примерно 100 миллиардов, — они могут соединять временные схождения различных впечатлений и усваивать связь. И это как раз то, что наука называет ассоциативным обучением.
Поведенческие эксперименты показали, что трёх-пяти неудачных манёвров уклонения достаточно, чтобы медузы больше не попадали на корни. А это означает, что медузы в подводных зарослях учатся примерно так же быстро, как продвинутые животные, например плодовые мушки и мыши.
Выводы дополнительно подтверждали с помощью электрофизиологии и классических экспериментов по изменению условий, которые также показали, что в нервной системе медузы происходило обучение.
Итак, карибская коробчатая медуза может обучаться на гораздо более сложном уровне, чем наука считала ранее. Открытие меняет фундаментальное понимание мозга и может пролить свет на наш собственный мыслящий орган.
Если учёные точно определят все механизмы обучении у медуз, то смогут затем выяснить, применимо ли это только к стрекающим или же подобное можно обнаружить у всех животных.
- Дмитрий Ладыгин
- phys.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Как на ладони: Обнаружен морской гигант, который виден из космоса
Мегакоралл у Соломоновых островов оказался самым крупным животным Земли....
Спасти планету сможет… африканский червь
В Кении найдено насекомое с удивительными способностями....
Главная тайна Седьмой планеты разгадана через 38 лет
Уран оказался не таким уж странным, как думали ученые....
«Орешник», «Бук» и «Тополь»: искусный нейминг от российских военных конструкторов
Наука как сбить Запад с толку....
80 000 лет жизни: какие тайны скрывает самое древнее и большое существо на планете?
Залог невероятного долголетия и удивительного выживания обнаружили учёные....
Раскрыт секрет идеального женского тела?
Оказывается, дело вовсе не в соотношении талии и бедер....
Саблезубый котёнок томился во льдах Якутии 35 тысяч лет
Благодаря находке стало известно, что сородичи пушистика обитали в столь холодных местах....
Ученая вылечила свой рак вирусами собственного производства
Если человек хочет жить — медицина бессильна....
Носи умные очки или увольняйся!
Amazon планирует заставить всех курьеров носить этот электронный прибор....
Почти бессмертные существа помогут человечеству покорить глубокий космос
Ученым, наконец, удалось «взломать» код поразительной живучести тихоходок....
Разгадано учеными: почему города разрушают сердце и разум
Причины, которые нашли исследователи, вас удивят....
Эти «красные монстры» вообще не должны существовать
Что узнали астрономы о трех невозможно огромных галактиках....
Ещё один одинокий: в Балтийском море обнаружен дельфин, который может говорить только сам с собой
Совсем как старый вдовец, которого давно не навещали близкие....
Турбулентность отменяется! А пилоты-люди вообще будут не нужны
Искусственный интеллект может в корне изменить авиацию....
Надеялись на Беса: древние египтянки при беременности хлебали галлюциногенные смеси
Думали, что божок с двусмысленным для нас именем убережёт....
АД-контроль: новейшая разработка облегчит жизнь гипертоникам
Ультразвуковой пластырь будет следить за давлением нон-стоп....